Расчет гидравлических потерь системы измерений количества и показателей качества нефти ОАО «НАК «Аки-Отыр» ОАО «НК «Русснефть», страница 2

Расчет приведен в таблице 4.

Режим 2 – Поверка ПМР рабочей измерительной линии по ТПУ , суммарный расход в СИКН - 224 м³/ч.

Расчет приведен в таблице 5.

3 Анализ гидравлических схем

3.1 Анализ гидравлических схем позволяет представить проточную часть ветви каждого из рассматриваемых вариантов в виде последовательности гидравлических сопротивлений, потери в которых обусловлены либо изменением формы и размера русла (местные сопротивления), либо внутренним трением жидкости в трубопроводе (потери на трение по длине).

Общая формула гидравлических потерь:

,   Па,                                               (3.1)

где   w – скорость движения жидкости, м/с,

z - коэффициент сопротивления.

Значения zопределяются согласно [1]. На участках течения по одному трубопроводу: w = Q/F, где Q − объемный расход нефти [м³/c], F=p·(D/2)² − площадь поперечного сечения трубопровода [м²]. На участках течения по нескольким измерительным линиям скорость равно распределенного потока в каждой линии определяется по формуле: w = Q/(n·F), [м/с] , где n- количество измерительных линий, Q – суммарный объемный расход через n линий.

4 Методика расчета сопротивления в элементах

4.1  Прямой участок

Потери давления на трения на прямолинейном участке определяются по формуле (4.1)

    .                                                                                  (4.1)

Величина  вычисляется по формуле (4.2)

,                                                                                             (4.2)

где  L – длина трубопровода, м;

D – диаметр трубопровода, м;

z_тр – коэффициент сопротивления на трение;

 - коэффициент трения Дарси.

Коэффициент  вычисляется в зависимости от гидродинамической структуры потока, определяемой числом Рейнольдса (Rе) по формулам (4.3) - (4.5).

Re<2000 (Ламинарный режим),

  , ( см. [1], (2-3) стр. 61 );                                              (4.3)

2000<Re<4000 (Переходный режим),

 , ( см. [1], (2-4) стр. 62 );                                          (4.4)

Re>4000 (Турбулентный режим),

  , ( см. [1], (2-8) стр.65  );                        (4.5)

где число Рейнольдса (Rе) вычисляется по формуле   .        (4.6)

4.2 Коллекторы

Тройники во входном коллекторе рассчитаны как приточные тройники с углом , а тройники в выходном коллекторе рассчитаны как вытяжные тройники с углом .

4.3  Тройник приточный нестандартизованной формы

Потери давления в нестандартизованных приточных тройниках определяются по формуле (4.7)

,                                                                                                                                                                                                             (4.7)

где w_c – скорость движения жидкости до тройника, м/с.

Коэффициент сопротивления нестандартизованных приточных тройников нормальной формы с углом  (рис.2) вычисляется по формуле (4.8):

, {[1], стр.336, формула (7-3)}                     (4.8)

На рисунке 2 стрелками изображены направления движения жидкости;

 Q_с, Q_б, Q_п – соответственно расходы жидкости до тройника, в боковом ответвлении , после прохождения тройника, F_c, F_б, F_п – соответственно площади сечений до тройника, в боковом ответвлении , после прохождения тройника.

Величина А’ определяется по таблице 1:

	Таблица 1
	Fб/Fc	£0.35		>0.35
	Qб/Qc	£0.4	>0.4	£0.6	>0.6
Рисунок 2	Значение коэффициента A’	1.1-0.7 Qб/ Qc	0.85	1-0.6 Qб/ Qc	0.6

4.4 Тройник вытяжной нестандартизованной формы

Потери давления в нестандартизованных вытяжных тройниках определяются по формуле (4.9)

,                                                                                                                                                                                                                                                                                                         (4.9)

где w_c – скорость движения жидкости после тройника, м/с.

Коэффициент сопротивления нестандартизованных вытяжных тройников нормальной формы с углом  (рис.3) вычисляется по формуле (4.10)

	(4.10)
{см. [1], стр.335, формула (7-1)},

На рисунке 2 стрелками изображены направления движения жидкости;

 Q_с, Q_б, Q_п – соответственно расходы жидкости после тройника, в боковом ответвлении, до прохождения тройника, F_c, F_б, F_п – соответственно площади сечений после тройника, в боковом ответвлении, до прохождения тройника (F_п =F_с).

Величина А определяется по таблице 2:

	Таблица 2
	Fб/Fc	£0.35	>0.35
	Qб/Qc	£1.0	£0.4	>0.4
Рисунок 3	Значение коэффициента А	1.0		0.55

4.5 Тройники  стандартизованных форм

Коэффициенты сопротивления стандартизованных приточных и вытяжных тройников с углом вычисляются по тем же формулам, что и для нестандартизованных приточных и вытяжных тройников соответственно.

4.6 Отвод

Потери давления в отводах определяются по формуле (3.1)

На рисунке 4 изображен отвод с диаметром D, углом поворота d°, радиусом закругления R.

Коэффициент сопротивления отвода вычисляется по формуле (4.11):

z=z_м+z_тр,                                                                                        (4.11)

где  z_м=А₁В₁С₁     (см. [1], стр.260, формула (6-1)),                   (4.12)

где А₁ находим из таблицы 3:

Таблица3

Значение угла поворота отвода	d°=90°	d°<70°	d°>100°
Значение коэффициента А1	1.0	0.9*sin(d°)	0.7+0.35 d°/90°

Рисунок 4

В₁=   при R/D<1,

В₁=   при R/D³1,

C₁ =1.

z_тр=0.0175×d°× l× R/D    (см. [1], стр.259)                                      (4.13)

где l - вычисляется по формуле формулам (4.3) - (4.5).

4.7  Конфузоры и диффузоры

Потери давления в конфузорах и диффузорах определяются по формуле (4.14)

                                                                               (4.14)

где w₀ – скорость движения жидкости см. рисунок 5, м/с.

Коэффициенты сопротивления конфузора и диффузора - рис. 5 расчитываются одинаково в связи с одинаковой формой конфузора (диффузора) по формуле (4.15).

Рисунок 5