Расчет самотечного трубопровода

Нефть в напорно-самотечных (при отсутствии газовой фазы) и свободно-самотечном (когда имеется газовая фаза) трубопроводах движется за счет разности геодезических отметок начала и конца трубопрово­да. Если разность отметок начала z„ и конца zk трубопровода отрицательная, т. е. z„ - z,; ⁼⁼ - Az, то по трубопроводу нефть не может течь и он не будет называться самотечным, и наоборот, если Az > 0, то нефть по трубопроводу будет двигаться и он называется самотечным,

Гидравлический расчет напорно-самотечного трубопровода круглого сечения проводится по формулам Дарси-Вейсбаха, а расчет свободно-самотечного трубопровода - по формулам открытых каналов

Свободно-самотечный трубопровод имеет следующую гидравлическую особенность: наибольший расход и скорость могут быть в нем достигнуты при не полном, а частичном заполнении жидкостью (рис.3.1, а). Это объясняется тем, что при заполнении верхней части сечения круглой трубы смоченный периметр растет быстрее, чем площадь s^^D^/A. Поэтому начинает уменьшаться гидравлический радиус сечения R (R= s/^=^l*D²f4*•п.^:'^fD•^:гD/'4), увеличиваются гидравлические сопротивления (h=X*l/2*R* v²/2*g), что приводит к уменьшению скорости v и расхода Gv.

Рис. 7 Свободно-самотечный трубопровод.

а - сечение трубопровода со свободным уровнем жидкости;

б - кривые зависимости модуля расхода А и модуля скорости В от отношения h/ho (А=К/Ко; B=w/wo).

На рис. 7, а показан трубопровод круглого сечения с частичным заполнением жидкостью. Пользуясь графи­ком (рис. 21, б), можно

скорость м и расход жидкости Gv определить по формулам:

Модуль расхода k определится из формулы:

Модуль скорости w определится из формулы:

При гидравлических расчетах самотечных трубопроводов решают следующие задачи: 1) определение пропускной способности данного трубопровода; 2) определение уклона трубопровода для пропуска заданного расхода жидкости с известной глубиной заполнения h: 3) определение глубины наполнения трубопровода ho для пропуска данного расхода жидкости Gy при известном уклоне трубопровода i.