Расчет трубопроводов и емкостей, работающих под давлением

Трубопроводы различаются:

-по характеру перекачиваемой продукции - нефтепроводы, нефтегазопроводы, нефтеводопроводы, водопроводы и газопроводы;

-по давлениям: высокого- до 6,4 МПа; среднего - до 1,6 МПа; низкого - до 0,6 МПа и безнапорные, т.е. работающие с неполным заполнением сечения;

-по способу прокладки: наземные, подземные, подводные.

Гидравлический расчет трубопровода при движении по нему однофазной жидкости сводится к определению диаметра, либо начального давления Р, либо расхода Q.

h¹_тр = lLv²/ 2Dg = lL16Q²/ 2g p²D⁵ (7.1)

где v - средняя скорость течения жидкости;

l - коэффициент гидравлического сопротивления, зависящий от числа Re и относительной шероховатости:

l= 64/Re - при ламинарном течении (Re < 2300); (7.2)

l= 0,342/ Re^0,21 - при переходном режиме , 1200 < Re <50000;

l= 0.316/ Re^0.25 - при турбулентном режиме, (Re> 2800)

Потери напора на местные сопротивления в трубопроводе (задвижки, муфты и пр.).

h _м = åx_i (v²/2g) (7.3)

Тогда потери на трение и местные сопротивления

h _тр = (lL/D + åx_i)(v²/2g) (7.4)

Для определения давления в трубопроводе с учетом рельефа местности определяют изменение полного напора по длине трубопровода.

Общий напор Н, который должен развивать насос в установившемся режиме определяется по формуле

H = h _вс+ h _тр+ (h _к - h _н) (7.5)

где h _вс - потери напора во всасывающем трубопроводе;

h _тр - потери напора по длине трубопровода;

h_к, h_н - разность геодезических отметок конца и начала трубопровода;

Прочностной расчет трубопровода предусматривает проверку его при работе под давлением, а в случае транспортировки горячих смесей - расчет необходимого количества и параметров компенсаторов удлинений.

Допустимое давление в трубопроводе

P = 2S[s]/ D_вн (7.6)

где S - толщина стенки трубы за вычетом допуска и коррозионного уменьшения толщины стенки;

[s]= s_т/ 2,5 - допустимое напряжение;

D_вн - внутренний диаметр.