Есеп 6.1

Дата добавления: 2014-11-24 | Просмотров: 1600

Ұзындығы 10 км болатын жинаушы коллектордың бас жағынан көлемі 180 т/с, динамикалық тұтқырлығы 20 мПа*с және тығыздығы 800 кг/м³ товарлық мұнай беріледі. Жинаушы коллектордан үш нүктеден мұнай алынады 20 т/с, 50 т/с и 100 т/с.

Коллектордың басталған жерінен мұнай алынған нүктелерге дейінгі арақашықтық 4 км, 200 м, 3 км. Бастапқы қысымы 1,6 МПа болса, жалпы қысымның түсуін анықтау керек. Жинаушы коллектор көлденең төселген және жергілікті кедергілер жоқ.

Берілгені: L = 10 км; D = 0.2 м; G = 180 т/ч; μ = 20 мПа*с; ρ = 800 кг/м³;

q₁ = 20 т/ч, q₂ = 50 т/ч; q₃ = 100 т/ч, l₁ = 4 км; l₂ = 200 м; l₃ = 3 км; P_н = 1.6 МПа;

Табу керек: ΔР =?

Шешімі:

Бұл есепте бір-бірінен шығым көлемімен ерекшелінетін бірнеше бөлшектерден тұратын күрделі құбырөткізгіш берілген. Әрбір бөлшек жеке-жеке құбырөткізгіш ретінде есептелінеді (5.1 есепті қара). Жалпы қысымның түсуі жекелеген бөлшектердің қысым шығынының суммасына тең.

Бірінші бірінші нүктеге дейінгі мұнай жылдамдығын анықтаймыз

v₁ = G / (S ρ) = 4 * 180 / (3600 * 3.14 * 0.2 ² * 800 * 10 ^-3) = 1.98 м/с.

Бұл бөлшекте ағыс режимі турбулентті, өйткені

Re₁ = v₁ * d / ν = v₁ * d * ρ / μ = 1.98 * 0.2 * 800 / 20 / 10^{- 3} = 15750 > 2320 (Блазиуса зонасы).

Гидравликалық кедергі коэффициентті λ әр бөлшекке жеке анықтаймыз.

λi = 0.3164 / Re ^0.25 = 0.3164 / 15750 ^0.25 = 0.028

Бірінші бөлшектегі қысым шығынын келесі формуламен анықтайды:

Δp = p₁ - p₂ = λ * L * v ² * ρ / D / 2

Δp₁ = 0.028 * 4000 * 1.98 ² * 800 / 0.2 / 2 = 0.875 МПа

Екінші бөлшектегі қысым шығынын анықтау үшін, алдымен мұнай ағысының жылдамдығын анықтап аламыз

v₂ = (G - q₁) / S / ρ = (180 - 20) * 4 / (3600 * 3.14 * 0.2 ² * 800 * 10 ^{- 3}) = 1.76 м/с

Екінші бөлшектегі ағыс режимі ламинарлы, өйткені

Re₂ = v₂ * d * ρ / μ = (1.76 * 0.2 * 800) / (20 * 10 ^{- 3}) = 14200 > 2320

Гидравликалық кедергі коэффициенті

λ₂ = 0.3164 / 14200 ^0.25 = 0.0292

Екінші бөлшектегі қысым шығыны

Δp₂ = 0.0292 * 200 * 1.76 ² * 800 / 0.2 / 2 = 37300 Па = 0.337 МПа

Үшінші бөлшектегі мұнай жылдамдығы:

v₃ = [G - (q₁ + q₂)] / S / ρ = [180 - (20 + 50)] * 4 / (3600 * 3.14 * 0.2 ² * 800 *

* 10 ^-3) = 1.21 м/с

Ағыс режимі турбулентті, өйткені

Re₃ = v₃ d ρ / μ = (1.21 * 0.2 * 800) / 20 / 10 ^{- 3} = 9560 > 2320

Гидравликалық кедергі коэффициенті

λ₃ = 0.3164 / Re ^0.25 = 0.3164 / 9560 ^0.25 = 0.0321

Үшінші бөлшектегі қысым шығыны

Δp₃ = 0.0321 * 3000 / 0.2 * 1.21 ² / 2 * 800 = 278000 Па = 0.278 МПа

Төртінші бөлшектегі мұнай жылдамдығы

v₄ = [G - (q₁ + q₂ + q₃)] * 4 / φ / d ² / ρ = (180 – 20 – 50 - 100) * 4 / 3600 / 3.14 /

/ 0.2 ² / 0.8 = 0.11 м/с

Ағыс режимі ламинарлы, өйткені:

Re₄ = v₄ * d * ρ / μ = 0.11 * 0.2 * 800 / 20 / 10 ^{- 3} = 884 < 2320

Гидравликалық кедергі коэффициенті

λ₄ = 64 / Re = 64 / 884 = 0.072

Төртінші бөлшектегі қысым шығыны

Δр₄ = 0.072 * 2800 * 0.11 ² * 800 / 0.2 / 2 = 4879 Па

Барлық шығындарды қосқандағы жалпы қысым

Δp = Σ p_i = 0.875 + 0.037 + 0.278 + 0.049 = 1.24 МПа

Өзіндік жұмысқа арналған тапсырма