Порядок виконання гідравлічного розрахунку трубопроводу

Знаючи продуктивність трубопроводу та густину пального, необхідно в першу чергу визначити можливість роботи насосних станцій без перевантаження їх двигунів по потужності.

У кожному випадку визначення можливого режиму роботи, спарених насосних станцій ПНУ-100/200М необхідно уточнити потужність, що відбирається від двигуна, для того щоб вона не перевищувала допустиме значення.

Потужність, яка відбирається від двигуна насосної станції N_BД (кВт) визначається за формулою.

(2)

де η _н – к.к.д. насоса при розрахунковій продуктивності (визначається з характеристики насосної установки, рис. 3, 4);

η _р –к.к.д. редуктора ПНУ-100/200М і гідропередачі ПНУ-200;

Q – задана продуктивність трубопроводу, м³/год;

H_Q – створюваний насосною установкою напір при заданій продуктивності, м;

g – прискорення вільного падіння, рівне 9, 81 м/с²;

ρ – густинапального при температурі перекачування, кг/м³.

При визначенні потужності яка відбирається від двигуна необхідно користуватися даними таблиці 1.

Таблиця 1.Дані для розрахунку потужності, яка відбирається від двигуна насосної установки

Визначаємо потужність при такому режимі роботи: Q=50 м³/год; H_Q = 580 м; ρ = 824 кг/м³ при t= -5^оС.

Оскільки потужність яка відбирається від двигуна – 157 кВт перевищує допустиме значення, то зменшуємо кількість обертів двигуна від 1700 до 1500 об/хв. І перераховуємо :

Оскільки потужність яка відбирається від двигуна – 144 кВт перевищує допустиме значення, то зменшуємо кількість обертів двигуна від 1500 до 1300 об/хв. І перераховуємо :

Таким чином, потужність, яка відбирається від двигуна – 92, 47 кВт не перевищує допустимого значення – 125 кВт.

Втрату напору (тиску) на 1 км трубопроводу можна визначити аналітичним і графічним способами. При визначенні втрати напору аналітичним способом спочатку знаходиться швидкість V (м/с) руху пального по трубопроводу

де F – площа перерізу трубопроводу, м²;

Q – продуктивність перекачування, м³/с;

d – внутрішній діаметр трубопроводу, м.

Знаходимо швидкість руху пального в трубопроводі:

Потім визначається режим перекачування, який характеризується числом Рейнольдса Re

;

.

Коефіцієнт гідравлічного опору λ (коефіцієнт Дарсі) для трубопроводів ПМТП-100 визначається за формулою:

;

=0, 02

Втрата напору h (м) на 1 км трубопроводу визначається за формулою:

;

де l – довжина трубопроводу, що дорівнює 1000 м.

Втрата тиску р (МПа) визначається за формулою

;

Для розрахунку кількості насосних станцій, потрібних для перекачування пального по трубопроводу, необхідно визначити втрати тиску по всій довжині трубопроводу, які складаються з гідравлічних втрат на тертя по довжині трубопроводу і втрат тиску для підйому рідини на висоту перевищення кінцевої точки трубопроводу над початковою. Загальні втрати тиску Р_L (МПа) у трубопроводі визначаються за формулою

(10)

де К – поправочний коефіцієнт, що враховує збільшення довжини трубопроводу за рахунок рельєфу місцевості і його вигинів в горизонтальній площині;

р – втрата тиску на 1 км трубопроводу, МПа;

L – довжина трубопроводу, яка вимірюється курвіметром по карті, км;

∆ Z – різниця геодезичних відміток кінця і початку трубопроводу, м.

Знаходимо робочий тиск кожної насосної станції:

;

Кількість робочих насосних станцій:

де Р_роб – робочий тиск однієї насосної станції, МПа.

Величина n, знайдена за формулою, може вийти у вигляді дробового числа. Приймати слід меншу кількість насосних станцій, якщо це не спричинить збільшення робочого тиску кожної насосній станції більш ніж на 0, 2 МПа. При більшому збільшенні робочого тиску кількість насосних станцій округляється до більшого числа і визначається новий робочий тиск P_роб1 кожної насосної станції. При цьому нове значення робочого тиску кожної насосної станції можна визначити за формулою

, (12)

де b – різниця в підрахованому за формулою (11) і знову прийнятому значеннях числа насосних станцій;

n₁ – знову прийняте значення числа насосних станцій для трубопроводу.

.

Оскільки = 2, 75 2, 34 = 0, 41 МПа МПа, то кількість насосних станцій приймаємо n= 6.

Тоді робочий тиск станцій буде дорівнювати:

.

Тиск на виході з насосної станції:

де для ПНУ-100/200М.