Өндірістегі мұнай, газ, суды дайындау және тасымалдау
179
(5.20) өрнегінде мына параметрлерді қолданады:
l – құбырдың ұзындығы, м;
d – ішкі диаметр, м;
ρ – сұйықтың тығыздығы, кг/м
3
;
ΔZ – құбырдың басы мен аяғындағы геодезиялық белгілер-
дің әртүрлілігі, м;
g – ауырлық күшінің үдеуі, м/с
2
;
λ – гидравликалық қарсыласу коэффициенті, Рейнольдс
санына және құбыр қабырғасының салыстырмалы кедір-
бұдырлығына тәуелді:
=f (
, ), (5.21)
мұндағы
– салыстырмалы кедір-бұдыр.
=
∆
, (5.22)
мұндағы Δ – абсолютті кедір-бұдыр кесте бойынша
алынады, мм;
d – құбырдың ішкі диаметрі, мм;
Абсолютті эквивалентті кедір-бұдыр – бұл қарсыласудың
шаршы аймағында күштің шығымы құбырдың кәдімгі кедір-
бұдырлығының күш шығымы тең болатын кедір-бұдырдың
ұзындығы.
Ламинарлы
режим
қозғалысы
(
<
кр
)
кезінде
гидравликалық қарсыласу коэффициенті Рейнольдс параметріне
ғана тәуелді:
кр
< 2320, мұнай ағымы − ламинарлы
және
гидравликалық қарсыласу өлшемі Стокс формуласы бойынша
өлшенеді:
=
(5.23)
Рейнольдс саны формула бойынша өлшенетінін ескере
отырып:
=
∙ ∙
=
∙
=
∙
∙ ∙
(5.24)
А.А. Исмаилов, Т.Н. Жарқынбеков, Г.Ж. Смаилова
180
(4.21) өрнегін (4.20) қойып мынаны аламыз:
=
∙
∙ ∙
=
∙
∙
.
(5.25)
Бұл жағдайда Дарси-Вейсбах фомуласы
ℎ
т
=
∙ ∙
∙
,
Пуазейл формуласының түрін алады:
ℎ
т
=
∙ ∙ ∙
∙
∙
(5.26)
∆ =
∙ ∙ ∙
(5.27)
Қозғалыстың
(
>
кр
)
турбулентті
режиміне
үш
қарсыласу аймағын бөледі.
1. Егер (
<
≤ 10 ∙
∆
; = (
)), онда мұнайдың
ағымы дамыған турбулентті режимде өтеді, «гидравликалық
тегіс құбырлар» өтуі кезінде
λ – коэффициенті кедір-бұдырға
тәуелді емес және Блазиус формуласы бойынша есептеледі:
=
.
.
.
(5.28)
Блазиус формуласын
≤ 10
5
кезінде қолданылады. Бұл
жерде кедір-бұдыр және тегіс құбырдың қарсыласуы бірдей.
Ағу жылдамдығы мен сұйықтың тұтқырлығына байланысты
құбыр гидравликалық тегіс және гидравликалық кедір-бұдыр
бола алады.
2. Егер
(10 ∙
∆
<
≤ 500 ∙
∆
; = (
)),
онда
мұнайдың ағымы «аралас үйкеліс» аймағында өтеді.
λ -
коэффициенті
құбырдың
кедір-бұдырына
тәуелді
және
Альтшуль формуласы бойынша есептеледі:
Өндірістегі мұнай, газ, суды дайындау және тасымалдау
181
= 0.11 ∙ (
+
∆
)
.
(5.29)
3. Егер
(
> 500 ∙
∆
; ; = ( ))) онда мұнай ағымы
«шаршылы үйкеліс» аймағында өтеді, демек
λ – коэффициенті
ағу жылдамдығына тәуелсіз. Мұнай шығымы ағу жылдам-
дығына пропорционал.
λ – коэффициенті құбырдың кедір-
бұдырлығына тәуелді және Шифринсон формуласы бойынша
есептеледі:
= 0.11 ∙ (
∆
)
.
(5.30)
Мұнай құбырларына тегіс режимді немесе аралас үйкеліс
тән болады.
Жергілікті кедергілерде арын шығымын анықтау.
Жергілікті кедергілер – деп құбырдың бөліктерінде ағымның
тез деформациялануын айтамыз (бұларға жататындар, құбыр
арматураларының барлық түрлері – вентиль, қозғалтқыштар,
коленалар және т.б.).
Жергілікті
кедергілерде
күштің
шығымын
Вейсбах
формуласы бойынша анықталады, күш жылдамдығының
бөліктерінде:
ℎ = ∑
∙
∙
, (5.31)
мұндағы n – жергілікті қарсыласу саны;
ω – жергілікті қарсыласудағы ағымның орташа жылдамдығы;
ξ – жергілікті қарсыласу коэффициенті, геометриялық
пішінінен, ішкі қабаттың жағдайынан және Re-ге тәуелді. Ал
негізсіз
құрылғыларға
–
олардың
ашылу
дәрежесіне
байланысты. Жетілген турбуленттік қозғалыс кезінде
> 10
4
,
шаршылы қарсыласу аймағына сәйкес жергілікті қарсыласулар,
ξ
кв
= const және анықтама бойынша табылады.
Эквивалентті ұзындық арқылы 1
экв
, жергілікті қарсыласуда
арын
шығымын
Дарси-Вейсбах
формуласы
бойынша
анықтайды, бұл құбырдың астарын түсініп, бұған h
T
=h
M
.
А.А. Исмаилов, Т.Н. Жарқынбеков, Г.Ж. Смаилова
182
ℎ
П
= ℎ + ℎ =
∙
П
∙
∙
,
(5.32)
мұндағы – келтірілген құбырдың ұзындығы
П
=
факт
+ ∑
экв
.
(5.33)
Ағымның деформациялану аймағы құбырдың ұзындығымен
салыстырғанда жергілікті қарсыласу аймағында аз болады.
Сондықтан көп жағдайда жергілікті қарсыласудағы күш
шығымы бір қиылымда пайда болады, ал белгілі бір ұзындығы
бар аймақта емес.
Осылай, қысымның толық төмендеуі жергілікті рельеф пен
жергілікті қарсыласуды ескеріп формуладан анықтаймыз:
∆ = ( ∙ + ∑ ξ )∙
∙
± ∆ ∙
∙ .
(5.34)
Үлкен ұзындықтағы құбыр күшінің жергілікті қарсыласуы-
ның меншікті салмағы үлкен болмайды, оларды есептеу кезінде
ескермейді.
Сұйықтық құбырмен қозғалғанда оның ұзындығы бойынша
қысымның шығымы, гидравликалық қарсыласумен шақырылады.
Қысым шығымының өлшемі құбырдың диаметріне, оның ішкі
қабатының жағдайына, айдалатын сұйықтықтың өлшемі және
оның физикалық қасиетіне тәуелді. Сұйықтың шығымы мен
жолдың арын шығымының арасындағы тәуелділік, былай айтқанда
ℎ
п
= ( ) құбырдың гидравликалық сипаттамасы деп аталады.
Мысалды
қарастырайық.
Үйкеліс
кезінде
арын
шығымын және гидравликалық қарсыласу коэффициентін табу,
мұнайдың тығыздығы 840 кг/м
3
, тұтқырлық 9 сСт құбырдың
диаметрі 0.361 мм, 125 км созылмалығымен шығымы 400м
3
/с
айдау кезінде.
Шешуі: айдау жылдамдығын (5.5) формула арқылы
табамыз және Рейнольдс санын мына бойынша (5.24):
=4G/S=4∙
∙ .
∙ .
=
.
м
с
,
Достарыңызбен бөлісу: |
