Гидравлический расчёт сложного трубопровода
Определение расхода к скважинам и общего расхода воды через кустовую насосную станцию при заданном давлении. Расчет давления в сложном трубопроводе для увеличения расхода в два раза. Гидравлический расход к каждой скважине при прежнем давлении на устьях.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 24.05.2014 |
| Размер файла | 88,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ и ГАЗА им. И.М. Губкина
ФАКУЛЬТЕТ РАЗРАБОТКИ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ
МЕСТОРОЖДЕНИЙ
КАФЕДРА НЕФТЕГАЗОВОЙ И ПОДЗЕМНОЙ ГИДРОМЕХАНИКИ
Курсовая работа
по курсу «Гидравлика»
«Гидравлический расчёт сложного трубопровода»
Студентка группы РН-11-06
Майорова Ксения
Научный руководитель,
доцент Кравченко М.Н.
Москва
2014
1.Задание на курсовую работу
Кустовая насосная станция подаёт воду вязкостью н и плотностью с по коллектору длиной L и диаметром d к трём скважинам. Длины и диаметры разводящих линий заданы. Расстояния от КНС до скважин заданы. Расстояние от КНС до первого разветвления L.
1)Определить расходы Q, Q, Q к скважинам и общий расход воды через КНС Q, если давления на КНС и устьях скважин заданы. Расстояние от КНС до первого разветвления L.
2)Определить, каким должно быть давление на КНС, чтобы расход увеличился в 2 раза.
3)Каким в этом случае будет расход к каждой скважине при условии, что давление на устьях осталось прежним?
Схема установки
2.Введение
Сложный трубопровод имеет разветвлённые участки, состоящие из нескольких труб (ветвей), между которыми распределяется жидкость, поступающая в трубопровод из питателей.
Сечения трубопровода, в которых смыкаются несколько ветвей, называются узлами.
В зависимости от структуры разветвлённых участков различают следующие типы сложных трубопроводов: с параллельными ветвями; с концевой раздачей жидкости; с непрерывной раздачей жидкости; с кольцевыми участками. В практике встречаются разнообразные сложные трубопроводы комбинированного типа.
Можно выделить три основные группы задач расчёта сложных трубопроводов:
1) Определение размеров труб по заданным в них расходам и перепадам напоров в питателях и приёмниках.
2) Определение перепадов напоров в питателях и приёмниках, необходимых для обеспечения требуемых расходов в трубах заданных размеров.
3) Определение расходов в трубах заданных размеров по известным перепадам напоров (см.[1], стр.266).
В данном курсовом проекте рассматривается третья из представленных групп задач. По существу это поверочный расчёт уже существующего трубопровода, выясняющий условия его работы. Безусловно, знание расходов в трубах на промысле просто необходимо.
3.Теоретическая часть
Для решения сформулированных выше задач составляется система уравнений, устанавливающая связи между размерами труб, расходами жидкости, напорами. Эта система состоит из уравнений баланса расходов для каждого узла и уравнений Бернулли для каждой ветви трубопровода. При этом в сложных трубопроводах можно пренебрегать относительно малыми местными потерями напора в узлах. Это позволяет считать одинаковыми напоры потоков в концевых сечениях труб, примыкающих к данному узлу, и оперировать в уравнениях Бернулли понятием напора в данном узле.
Уравнение Бернулли для участка трубопровода 1-2 записывается в виде
(1)
где z - геометрический напор;
- пьезометрический напор;
- скоростной напор;
- коэффициент Кориолиса;
- потери напора;
В данной курсовой работе участки, для которых записываются уравнения Бернулли, на всём протяжении имеют постоянный диаметр, поэтому и . Кроме того, примем, что весь трубопровод лежит в одной горизонтальной плоскости, т.е. . Тогда (1) примет вид
(2)
Потери напора в трубах выражаются формулой Дарси-Вейсбаха (см.[2] стр. 103)
(3);
где - длина трубы;
- диаметр трубы;
- коэффициент сопротивления трения;
- коэффициент местного сопротивления;
- средняя скорость потока в трубе;
Поскольку средняя скорость потока в трубе выражается формулой
(4);
где - расход жидкости в трубе;
а местными сопротивлениями пренебрегаем, то потери напора можно написать в следующем виде
(5);
Коэффициент сопротивления трения в зависимости от режима течения в трубе некоторым образом зависит от расхода Q . Так, если режим течения ламинарный (Re<=2300 или, с учётом того, что , условие перепишется так ), то
(6)
В зоне гидравлически гладких труб ( или ) - формула Блазиуса:
(7)
В доквадратичной области турбулентного режима для шероховатых труб ( или ) будем использовать приближённую формулу А.Д. Альтшуля (см.[2], стр. 140)
(8)
В квадратичной области вполне шероховатых труб ( или ) формула Альтшуля переходит в формулу Б.Л. Шифринсона (см.[2], там же)
(9)
Т.о, используя формулы (2), (5) - (8), можно получить зависимости типа
(10)
для каждого участка трубопровода. Используя тот факт, что (расход на участке a-b равен сумме расходов на участках b-c и b-e), а ( расход на участке b-e равен сумме расходов на участках e-f и e-g), данную задачу можно решить графо-аналитическим методом.
4.Расчётная часть
Дано:
|
Длины линий, м |
Диаметры линий, мм |
Давления на устьях |
Прочие данные |
||||||||||||
|
L |
L |
L |
L |
L |
d |
d |
d |
d |
p |
p |
p |
Р |
с, |
н10, |
|
|
1000 |
200 |
100 |
150 |
200 |
425 |
245 |
270 |
220 |
0,7 |
0,8 |
0,6 |
2,5 |
1000 |
1,05 |
*Возьмём относительную шероховатость Д=0,06мм=0,00006м.
1)Запишем уравнения типа (2) с учётом (5) для каждого участка трубопровода гидравлический расход давление трубопровод
e-f. (11);
e-g. (12);
b-e. (13);
b-c. (14);
a-b. (15).
2)Поскольку - известная величина, то по графику легко будет найти Q, p(b), p(e), Q, Q, Q.
2.1 Для участка e-f:
Значит, (16)
2.2 Для участка e-g:
Значит, (17)
2.3 Для потерь на участке b-e:
Значит, (18)
2.4 На участке b-c:
Имеем (19)
2.5 На участке a-b:
Получаем (19)
3)На основе расчетов создадим для удобства таблицу:
Табл.1. Границы зон для значений расхода
|
Участок |
Re=2320 |
Re=10d/ |
Re=500d/ |
|
|
ef |
0,000468504 |
0,008245934 |
0,412297 |
|
|
eg |
0,00051631 |
0,010014638 |
0,500732 |
|
|
be |
0,000812711 |
0,024813359 |
1,240668 |
|
|
bc |
0,000420697 |
0,00664895 |
0,332448 |
|
|
ab |
0,000812711 |
0,024813359 |
1,240668 |
Табл. 2. Значения h для разных значений расхода
|
Q |
h(e-f) |
h(e-g) |
h(b-e) |
h(b-c) |
h(a-b) |
|
|
0,0001 |
71,3557594 |
81,54944 |
0,0000000 |
61,16208 |
0,000000 |
|
|
0,00025 |
71,3557594 |
81,54944 |
0,0000000 |
61,16208 |
0,000000 |
|
|
0,00075 |
71,3559727 |
81,54964 |
0,0000001 |
61,16279 |
0,000000 |
|
|
0,001 |
71,3561123 |
81,54977 |
0,0002063 |
61,16326 |
0,000052 |
|
|
0,002 |
71,3569465 |
81,55056 |
0,0006938 |
61,16604 |
0,000173 |
|
|
0,003 |
71,3581728 |
81,55172 |
0,0014106 |
61,17013 |
0,000353 |
|
|
0,004 |
71,3597522 |
81,55321 |
0,0023338 |
61,17539 |
0,000583 |
|
|
0,005 |
71,3616596 |
81,55502 |
0,0034486 |
61,18176 |
0,000862 |
|
|
0,006 |
71,3638771 |
81,55711 |
0,0047448 |
61,18915 |
0,001186 |
|
|
0,007 |
71,3663908 |
81,55949 |
0,0062140 |
61,19882 |
0,001554 |
|
|
0,008 |
71,3691894 |
81,56214 |
0,0078498 |
61,20871 |
0,001962 |
|
|
0,009 |
71,3728827 |
81,56504 |
0,0096466 |
61,21965 |
0,002412 |
|
|
0,01 |
71,3764284 |
81,5682 |
0,0115998 |
61,23162 |
0,002900 |
|
|
0,02 |
71,4277745 |
81,61672 |
0,0390169 |
61,40594 |
0,009754 |
|
|
0,03 |
71,5067647 |
81,68996 |
0,0826062 |
61,67587 |
0,020652 |
|
|
0,04 |
71,6125438 |
81,78763 |
0,1383521 |
62,03904 |
0,034588 |
|
|
0,05 |
71,7447259 |
81,90929 |
0,2068517 |
62,49443 |
0,051713 |
|
|
0,06 |
71,9031042 |
82,0547 |
0,2877928 |
63,04152 |
0,071948 |
|
|
0,07 |
72,0875564 |
82,22371 |
0,3809630 |
63,68001 |
0,095241 |
|
|
0,08 |
72,2980048 |
82,41623 |
0,4862101 |
64,40971 |
0,121553 |
|
|
0,09 |
72,5343975 |
82,63218 |
0,6034212 |
65,2305 |
0,150855 |
|
|
0,1 |
72,7966983 |
82,87152 |
0,7325099 |
66,1423 |
0,183127 |
|
|
0,2 |
76,8411459 |
86,54684 |
2,6666374 |
80,25776 |
0,666659 |
|
|
0,3 |
83,4662246 |
92,54762 |
5,7567476 |
103,4514 |
1,439187 |
|
|
0,4 |
92,6703741 |
100,8717 |
9,9957593 |
133,7504 |
2,498940 |
|
|
0,5 |
103,585297 |
111,5184 |
15,3813501 |
174,5814 |
3,845338 |
|
|
0,6 |
117,766293 |
123,3488 |
21,9125226 |
224,4859 |
5,478131 |
|
|
0,7 |
134,525653 |
138,4431 |
29,5887754 |
283,4639 |
7,397194 |
|
|
0,8 |
153,863375 |
155,8595 |
38,4098287 |
351,5155 |
9,602457 |
|
|
0,9 |
175,779461 |
175,5981 |
48,3755136 |
428,6406 |
12,093878 |
|
|
1 |
200,273909 |
197,6589 |
59,4857221 |
514,8393 |
14,871431 |
|
|
1,1 |
227,346721 |
222,0419 |
71,7403820 |
610,1115 |
17,935096 |
|
|
1,2 |
256,997895 |
248,747 |
85,1394432 |
714,4572 |
21,284861 |
|
|
1,3 |
289,227433 |
277,7744 |
96,6876080 |
827,8765 |
24,171902 |
|
|
1,4 |
324,035333 |
309,1239 |
112,1347406 |
950,3693 |
28,033685 |
|
|
1,5 |
361,421597 |
342,7957 |
128,7261053 |
1081,936 |
32,181526 |
|
|
1,6 |
401,386223 |
378,7896 |
146,4617021 |
1222,576 |
36,615426 |
|
|
1,7 |
443,929213 |
417,1057 |
165,3415308 |
1372,289 |
41,335383 |
|
|
1,8 |
489,050565 |
457,744 |
185,3655917 |
1531,076 |
46,341398 |
|
|
1,9 |
536,750281 |
500,7045 |
206,5338845 |
1698,937 |
51,633471 |
|
|
2 |
587,028359 |
545,9872 |
228,8464095 |
1875,871 |
57,211602 |
|
|
2,1 |
252,3031664 |
63,075792 |
||||
|
2,2 |
276,9041555 |
69,226039 |
||||
|
2,3 |
302,6493765 |
75,662344 |
||||
|
2,4 |
82,384707 |
|||||
|
2,5 |
89,393129 |
|||||
|
2,6 |
96,687608 |
|||||
|
2,7 |
104,268145 |
|||||
|
2,8 |
112,134741 |
|||||
|
2,9 |
120,287394 |
|||||
|
3 |
128,726105 |
|||||
|
3,1 |
137,450875 |
|||||
|
3,2 |
146,461702 |
|||||
|
3,3 |
155,758587 |
|||||
|
3,4 |
165,341531 |
|||||
|
3,5 |
175,210532 |
|||||
|
3,6 |
185,365592 |
Построив графики зависимостей давлений от расходов для (11) и (12), а затем сложив их, исходя из баланса расходов , получим график зависимости р(e)= f(Q') для конца участка b-e. Сложив этот график с графиком , получим график зависимости (13). Если его сложить с графиком зависимости (14), то получим график зависимости р(а)=h(Q) для конца участка a-b. Если, наконец, сложить этот график с графиком , то получим график зависимости (15).
4)Из построенных графиков можно определить:
Пункт 1.
|
Q1 |
0,63 м3/с |
|
|
Q2 |
0,59 м3/с |
|
|
Q3 |
0,57 м3/с |
|
|
Q |
1,8 м3/с |
Пункт 2. Принимаем общий расход 3,6 м3/с и для него находим необходимое давление на КНС. А также из графика расходы к каждой скважине.
РНКС=7,9 МПа
|
Q1 |
1,23 м3/с |
|
|
Q2 |
1,26 м3/с |
|
|
Q3 |
1,11 м3/с |
|
|
Q |
3,6 м3/с |
Список используемой литературы
1. Сборник задач по машиностроительной гидравлике под ред. И.И. Куколевского М. «МАШИНОСТРОЕНИЕ» 1972г.
2. Гидравлика В.А. Кудинов, Э.М. Карташов М. «Высшая школа», 2008
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Составление уравнений Бернулли для сечений трубопровода. Определение потерь напора на трение по длине трубопровода. Определение местных сопротивлений, режимов движения жидкости на всех участках трубопровода и расхода жидкости через трубопровод.
задача [2,1 M], добавлен 07.11.2012Построение схемы трубопровода. Определение режима движения жидкости. Определение коэффициентов гидравлического трения и местных сопротивлений, расхода жидкости в трубопроводе, скоростного напора, потерь напора на трение. Проверка проведенных расчетов.
курсовая работа [208,1 K], добавлен 25.07.2015Теоретические основы гидравлического расчета сифонных сливов и сложных трубопроводов. Определение расхода жидкости через сифонный слив и проверка его работоспособности. Исследование возможности увеличения расхода жидкости путем изменения ее температуры.
контрольная работа [225,4 K], добавлен 24.03.2015График водопотребления по часам суток для населенного пункта. Гидравлический расчёт водопроводной сети для случая максимального хозяйственно-производственного потребления. Расчет внешнего трубопровода поселка. Определение расхода воды на пожаротушение.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 13.10.2017Природно-климатическая характеристика района расположения города Гомеля. Определение расхода воды на хозяйственно-питьевые нужды населения. Гидравлический расчет кольцевой сети на пропуск максимального расхода. Составление графиков водопотребления.
курсовая работа [366,9 K], добавлен 24.02.2014Расчет плотности и расхода газа при данном давлении и температуре. Выбор труб и определение расчетных скоростей на отдельных участках. Определение потерь напора на участках. Гидравлический расчет для конкретных данных. Построение характеристики сети.
курсовая работа [101,0 K], добавлен 20.11.2010Общие принципы измерения расхода методом переменного перепада давления, расчет и выбор сужающего устройства и дифференциального манометра; требования, предъявляемые к ним. Зависимость изменения диапазона объемного расхода среды от перепада давления.
курсовая работа [871,6 K], добавлен 04.02.2011Определение характеристик газа. Расчет годового расхода теплоты при бытовом потреблении, на нужды торговли, предприятий бытового обслуживания, отопление и вентиляцию, горячее водоснабжение. Гидравлический расчет магистральных наружных газопроводов.
дипломная работа [1,4 M], добавлен 10.07.2017Разбиение трубопровода на линейные участки. Определение режима движения жидкости в трубопроводе. Значения коэффициентов гидравлического трения и местного сопротивления. Скорость истечения жидкости из трубопровода. Скоростные напоры на линейных участках.
курсовая работа [224,9 K], добавлен 06.04.2013Методика разработки проекта газификации городского района, его основные этапы. Определение численности населения и расхода газа. Система и схема газоснабжения. Гидравлический расчет квартальной сети низкого, высокого давления, внутридомового газопровода.
курсовая работа [403,8 K], добавлен 12.07.2010Определение массы поглощаемого вещества и расхода поглотителя; выбор оптимальной конструкции тарелки. Расчет скорости газа, диаметра и гидравлического сопротивления абсорбера. Оценка расхода абсорбента и основных размеров массообменного аппарата.
реферат [827,2 K], добавлен 25.11.2013Изучение режима работы компрессорной станции. Гидравлический расчет вертикального масляного пылеуловителя. Определение технического состояния центробежного нагнетателя и общего расхода топливного газа. Основные параметры оборудования компрессорного цеха.
курсовая работа [289,3 K], добавлен 25.03.2015Общие потери давления. Температура нагреваемой (холодной) воды на выходе из подогревателя. Коэффициент трения и плотность воды. Расчётный расход тепла. Определение радиуса и диаметра сечения, средней скорости движения воды и местных сопротивлений.
контрольная работа [500,0 K], добавлен 13.04.2015Определение водопотребителей, расчёт потребного расхода воды на хозяйственно-питьевые, производственные и пожарные нужды населенного пункта и промышленного предприятия. Определение высоты водонапорной башни. Расчет резервуаров чистой воды, подбор насосов.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 25.03.2013Современные требования к приборам для измерения расхода жидкости. Камерные преобразователи расхода без движущихся разделительных элементов. Схема зубчатого счетчика с овальными шестернями. Камерный преобразователь расхода с эластичными стенками.
реферат [1,4 M], добавлен 19.12.2013Определение скорости поршня и расхода жидкости в трубопроводе. Построение напорной и пьезометрической линий для трубопровода. Определение максимально возможной высоты установки центробежного насоса над уровнем воды. Составление уравнения Бернулли.
контрольная работа [324,1 K], добавлен 07.11.2021Расчёт нерегулируемого объёмного гидропривода возвратно-поступательного движения. Определение расчётного давления в гидросистеме, расхода рабочей жидкости в гидроцилиндре, потребной подачи насоса. Выбор гидроаппаратуры. Тепловой расчёт гидросистемы.
курсовая работа [166,7 K], добавлен 06.02.2011Автоматизация производственных процессов как один из решающих факторов повышения производительности труда. Описание базы практики, подбор приборов и средств автоматизации, предназначенных для определения расхода и объема газовой среды в трубопроводе.
реферат [33,2 K], добавлен 10.04.2010Технологическая схема, тепловой, материальный, гидравлический и конструктивный расчеты кожухотрубного теплообменника. Определение средней движущей силы процесса, расхода охлаждающей воды и требуемой поверхности теплообмена для разного расположения труб.
реферат [220,9 K], добавлен 07.03.2015Гидравлический расчет статических характеристик гидропривода с машинным регулированием. Выбор управляющего устройства давления. Расчет и выбор трубопроводов. Расчет потерь давления и мощности в трубопроводе. Определение теплового режима маслобака.
курсовая работа [122,4 K], добавлен 26.10.2011
