Потери напора на местные сопротивления определяются уравнением

 

,

 

где ζ_i – коэффициент местного сопротивления i-го участка.

Для случая “длинного трубопровода” потери на местное сопротивления принимают равными (1- 2)% от потерь по длине или ими пренебрегают.

Потери напора по длине трубопровода определяются из уравнения Дарси-Вейсбаха

,

 

где λ – коэффициент гидравлического сопротивления трубопровода;

L – длина трубопровода, м;

D – внутренний диаметр трубопровода, м.

Для определения λ необходимо знать гидравлический режим течения жидкости. С этой целью определяются фактическое значение числа Рейнольдса и переходные значения чисел Рейнольдса:

;

;

,

где k – коэффициент эквивалентной шероховатости труб, k = (0,1-0,2)мм.

Если Re < Re_I, то имеет место турбулентный режим, зона гидравлически гладких труб (зона Блазиуса) и в этом случае для определения λ используется формула Блазиуса

.

 

При Re_I < Re < Re_II, трубопровод работает в зоне смешанного трения и λ определяется из уравнения Альтшуля

 

.

 

Данное уравнение, с достаточной степенью точности для инженерных расчетов, можно использовать во всей области турбулентного режима.

Когда Re > Re_II, наблюдается квадратичная зона, коэффициент гидравлического сопротивления определяется по формуле Шифринсона

 

.

 

При расчетах магистральных нефтепроводов широко используется для определения потерь напора на трение обобщенное уравнение Лейбензона

 

,

 

где Q – производительность нефтепровода, м³/с;

ν – вязкость нефти, м²/с;

m и β – коэффициенты, зависящие от режима течения нефти:

 

- ламинарный режим: m = 1, β = 4.15 c²/м;

 

- зона Блазиуса: m = 0.25, β = 0.0246;

 

- зона смешанного трения m = 0.123, .

Одной из основных характеристик нефтепровода является гидравлический уклон, показывающий потери напора на трение на единице длины трубопровода

,

где i - гидравлический уклон;

h – потери напора на трение, м;

l – длина трубопровода.

 

Для определения фактического значения гидравлического уклона необходимо определить величину фактических потерь напора на трение в участке

,

 

где H – полные потери напора в участке,

 

 

,

 

где Р₁ и Р₂ – давление в начале и в конце участка нефтепровода, Па.

Допустимая величина подпора НПС h _Допределяется следующей зависимостью:

,

 

где Δh_Д – допустимый кавитационный запас, принимаемый по рабочей характеристике насоса, м.