Нефтепроводы и газоводы. Расчет простого трубопровода

Нефтепроводы

·         Нефтепровод «Дружба» (рабочая мощность 66,5 млн тонн в год) — крупнейшая экспортная магистраль России (Альметьевск — Самара — Унеча — Мозырь — Брест и далее в страныВосточной и Западной Европы);

·         Альметьевск — Нижний Новгород — Рязань — Москва;

·         Нижний Новгород — Ярославль — Кириши;

·         Самара — Лисичанск — Кременчуг — Херсон, Снегирёвка — Одесса;

·         Усть-Балык — Курган — Уфа — Альметьевск;

·         Нижневартовск — Курган — Куйбышев;

·         Туймазы — Омск — Новосибирск;

·         Туймазы — Уфа;

·         Калтасы — Языково — Салават;

·         Шкапово — Салават;

·         Сургут — Полоцк;

·         Александровское — Анжеро-Судженск;

·         Красноярск — Ангарск;

·         Сургут — Омск — Павлодар — Чимкент — Чарджоу;

·         Балтийская трубопроводная система (рабочая мощность 74 млн тонн в год);

·         Восточный нефтепровод;

·         Каспийский трубопроводный консорциум (рабочая мощность 28,2 млн тонн в год);

·         Баку — Новороссийск;

·         Узень — Атырау — Самара.

Газопроводы

·         Саратов — Москва — первый газопровод в России (840 км);

·         Ставрополь — Москва;

·         Кольцевой газопровод Московской области;

·         Краснодарский край — Ростов-на-Дону — Серпухов — Санкт-Петербург;

·         Средняя Азия — Урал;

·         Медвежье — Надым — Тюмень — Уфа — Торжок;

·         Надым — Пунга — Пермь;

·         Уренгой — Сургут — Тобольск — Тюмень — Челябинск;

·         Уренгой — Помары — Ужгород — крупнейшая в мире система газопроводов[9], соединяет газовые месторождения Западной Сибири с конечными потребителями в Европе (4451 км);

·         газопровод, проходящий от Оренбурга через Украину в страны Восточной и Западной Европы;

·         Ямал — Европа;

·         Голубой поток;

·         Дзуарикау — Цхинвал;

·         Джубга — Лазаревское — Сочи

Гидравлический расчет простого трубопровода производится с помощью уравнения Бернулли:

Здесь h1-2 – потери напора (энергии) на преодоление всех видов гидравлического сопротивления, приходящиеся на единицу веса движущейся жидкости.

ht – потери напора на трение по длине потока,

Óhм – суммарные потери напора на местном сопротивлении Потери напора на трение по длине потока определяются по формуле Дарси-Вейсбаха

где L –длина трубопровода,

d -диаметр участка трубопровода,

v - средняя скорость течения жидкости,

ë -коэффициент гидравлического сопротивления, в общем случае зависящий от числа Рейнольдса (Re=v*d/ν), и относительной эквивалентной шероховатости труб (Ä/d).

Значения эквивалентной шероховатости Δ внутренней поверхности различных труб представлены в таблице 2. А зависимости коэффициента гидравлического сопротивления λ от числа Re и относительной шероховатости Δ/d приведены в таблице 3.

Если режим движения ламинарный, то для труб некруглого сечения коэффициент гидравлического сопротивления ë определяется по частным для каждого случая формулам (табл. 4).

При развитом турбулентном течении с достаточной степенью точности при определении ë можно пользоваться формулами для круглой трубы с заменой диаметра d на 4 гидравлических радиуса потока Rг (d=4Rг)

Rг =w/c,

где w– площадь «живого» сечения потока,

c- «смоченный» его периметр (периметр «живого» сечения по контакту жидкость – твердое тело)

Потери напора в местных сопротивлениях определяются по формуле Вейсбаха

Где ò– коэффициент местного сопротивления, зависящий от конфигурации местного сопротивления и числа Рейнольдса.

При развитом турбулентном режиме ò= const, что позволяет ввести в расчеты понятие эквивалентной длины местного сопротивления Lэкв, т.е. такой длины прямого трубопровода, для которого ht = hм. В этом случае потери напора в местных сопротивлениях учитываются тем, что к реальной длине трубопровода прибавляется сумма их эквивалентных длин

Lпр =L + Lэкв,

где Lпр – приведенная длина трубопровода.

Зависимость потерь напора h1-2 от расхода называется характеристикой трубопровода.

Если движение жидкости в трубопроводе обеспечивается центробежным насосом, то для определения расхода в системе насос – трубопровод строится характеристика трубопровода h =h(Q) с учетом разности отметок ∆z (h1-2 + ∆z  при z1< z2 и h1-2 - ∆z при z1>z2) накладывается на напорную характеристику насоса H=H(Q), которая приводится в паспортных данных насоса (см. рис.). Точка пересечения этих кривых указывает на максимально возможный расход в системе.