等温输油管道

文档从网络中收集，已重整理排版文档从网络中收集，已重整理排版.word版本可编辑..1格式已调整，.作业内容：690600万吨的轻质油管线。原始资料：①1.5米处的月平均地温：月份123456789101112地温℃6.355.910.314.917.419.821.120.818.313.58.620②油品密度ρ=867.5kg/m320③油品的粘温特性：温度〔℃〕温度〔℃〕粘度51015202530.222.618.815.813.5④可选用的离心泵型号规格：(P24)或依据最的泵机组样本进展选择(网上搜寻或图书馆查阅相关手册)。1⑤首站进口压头取ΔH=45m15m。1⑥管材选用见P64和附录一、附录二。〔km〔km〕高程〔km〕123456789101101912419029033543848455463569651760874559640751353635331717设计要求：〔提示：先承受手算，步骤生疏后再承受电算。作业本中要表达手算过程。〕品时特性数据的换算；最大出站压头；取管道的当量确定粗糙度e=0.03mm，计算所需的泵站数；并对每种措施作相应的计算〔双号学生选作〕。将计算的泵站数取小化整，分别计算所需副管的长度〔管径与主管一样〕、〔单号学生选作〕校核:夏季高温时和冬季低温时各站的进、出站压力,并调整站址；设副管敷设在首站出口位置，求第一站间动水压头Hx的表达式，并检查全线动水压头和静水压头；求管道系统的最大和最小输量及相应的电机的总输出功率。计算分析过程：1.t t ...t )/120cp 01 02 012(6.355.910.314.917.419.821.120.818.313.58.6)/1213.5oC2．计算油品密度依据20℃时油品密度按下式换算成计算温度下的密度。式中、 ——温度为t℃及20℃时油品密度，Kg/m3；t 20——温度系数，=1.825-0.001315 ，Kg/(m3OC)20油品密度：ρ20

=867.5kg/m3即=1.825-0.001315×867.5=0.6842375计算年平均温度下油品的粘度。依据油品粘温特性表求出粘温特性方程 eu(tt0) 及u 1 t)t 0 t t1 0

ln( 0t1u=0.0368186换算流量G-Q5.初定流速,计算管径。819.182/1.5初定流速为1.5m/s,则D0.0188 0.43934m819.182/1.5D0相近的三种管径d1、d2、d3。d3=559mm按任务输量和初定工作压力选泵，确定工作泵的台数以及组合状况。依据流量Q=0.23m3/s=819.182m3/h，和初定的工作压力6MPa，确定选〔由于在此流量下该型号输油泵效率相对较高〕1个泵站，该型泵的性能参数如图：HC压头确定计算压力。819.182m3/hH=520m管道压力按下式计算

，然后据此P=(H +HC S

)gt式中HC

——任务输量下单个泵站供给的扬程520m；H 45m。S6MPa.877.70Kg/m3，管道最大压力P=(H +H )g=〔520+45〕*877.70*9.8=4.86MPaC S t输油管道的壁厚按下式计算[]——许用应力，[]K ,Mpa；ss ——最低屈服强度，MPa；s——焊缝系数,1.0对于以上三种管径求壁厚:d1=457mm;d2=508mm;d3=559mm 6457 5.3mm；1

6508

5.9mm；1

6559

6.5mm=5.3mm =5.9mm =6.5mm。1 2 3查附录一——国产螺旋缝埋弧焊钢管规格，取大于上述数值的最相近的壁厚，得=5.6mm； =6.0mm； =7.0mm。1 2 3求内径：D=d-2D=445.8mm;D1

=496.0mm;D3

=545.0mm。校核各管径的壁厚在设计压力下是否满足要求，求输油管所受最大应力PD得：2

=244.82Mpa；1

=254Mpa；2

=239.57Mpa。3K =259.2Mpas4Q计算流速V

D2

得：V

=40.228/3.14/0.45721

1.39m/s；V=40.228/3.14/0.50821.12m/s；2V40.228/3.14/0.55920.93m/s。3计算雷诺数，推断流态Re——雷诺数；Q——m3/s；D——管道内径，m；m2/s；求得第一种管径 DN457×5.6 的雷诺数Re= 0.228 3.140.445820.07106诺数Re

1

8 59.57=7(20.03)87

1579444。445.83000<Re<Re1

推断流态在水力光滑区。对于其次种管径DN508×6.0有Re= 28888.82 确定粗3.140.49620.07106糙度e取0.03mm，第一临界雷诺数Re1

= 59.587(20.03)887

1784292由4963000<Re<Re1

推断流态在水力光滑区。对于第三种管径DN559×7.0有Re= 40.228 26553.47 绝3.140.54520.07106对粗糙度e取0.03mm，第一临界雷诺数Re1

59.587(20.03)887

19871285453000<Re<Re1

推断流态在水力光滑区。12．计算水力坡降和压头损失水力坡降按下式计算：i——水力坡降，m/km0.0246s2/m；L——管道长度，km。H=iL+Z——计算点之间的高差，m。〔〔km〕高程123456789101101912419029033543848455463569651760874559640751353635331717文档从网络中收集，已重整理排版文档从网络中收集，已重整理排版...〔〔m〕i 0.02460.2281.75(20.07106)0.255.748m/km；1 0.44584.75H=iL+Z=5.748×696+〔17-517〕=3500.608m;1H =iL+Z=3.463×696+〔17-517〕=1910.248m;2H=iL+Z=2.213×696+〔17-517〕=1040.248m;3在纵断面图上推断是否存在翻越点，确定计算长度L(承受做图法或编程推断)，见图。计算沿程各点需要的能量H ：f(i)L ——计算点与起点之间管道长度，km;f(i)Z——计算点的标高，m。i即推断中途是否存在有H iL (Z Z)>iL+Z=Hf(i) f(i) i 1Hf1

iLZ1

Z 5.748Q作图如以下图所示，蓝色各线条分别代表水力坡降分别为i 、i 、i时的水力坡1 2 3降线，初步推断没有翻越点。高程〔m〕8007006005004003002001000 6格式已调整，.文档从网络中收集，已重整理排版文档从网络中收集，已重整理排版.word版本可编辑..10格式已调整，.〔km〕计算输油管道计算长度全线的沿程摩阻损失；1.01确定全线需要的总压头H 。ZH 10m。SZD508H泵站数N：NH ZhC mH ——任务输量下单个泵站供给的扬程，m；Ch 15m。mDN508副管长度计算公式：x——所需副管的长度，km;w——副管水力坡降与单管主管水力坡降的比值，对于主管与副管直径一样：w 122m

121.75

0.33.843x52015

3.463(10.3)

175km将泵站数化大，N=4。H =A-BQ1.75 承受最小二乘法，取一组流量值，查出对应的扬程值，使用CExcel里的计算功能SLOPE是计算斜率，INTERCEPT是计算截距。Y为H，X为CQ1.75。f=0.046A=652.43 B=1193实行三项使流量保持不变的措施如下：〔1〕将局部管径换小x——所需变径管的长度，km;——变径管水力坡降与单管主管水力坡降的比值，式中，N=3.84N

2=4Hc

=520mhm

=15m，m=0.25变径管换为 DN457的管子x2

(52015)

3.844 3.463 [1 ( )4.75]457

35.736km〔2〕调整泵的转速0要保持流量不变，则需要使供给的能量保持不变所以，令3.8H 4H0式中，A=652.43B=1193Q=819.182m3/h m=0.25nn0

=0.994〔3〕转变叶轮的直径0要保持流量不变，则需要使供给的能量保持不变所以，令3.8H 4H0式中，A=652.43B=1193Q=819.182m3/h m=0.25D所以可以解得D0

=0.994已求得f=0.046A=652.43 B=1193Q[HSL

NA(ZZ

Z )NhQ

H 1SZ]2m工作流

NBfL453652.43(17517)31510

1.751 311930.046(690163)0.0460.31631

0.24m3/s按工作点流量求水力坡降压头在纵断面图上布站确定中间站的布站范围，并布置中间站。依据粘温特性方程： e0.0363186(tt0)，求得冬季最低气温下的粘度t 0x

15.8e0.0363186(21.120)15.1812106m2/s高程m高程mkmG107 600107Q 831.76m3/h=0.226m/s 84003600 877.768400tH =652.43-1193×0.2261.75 =564mC夏季最高气温下工作点的流量水力坡降和单个泵站的扬程：G107 600107Q 824.1m3/h=0.229m/s 8400 866.758400tH =652.43-1193×0.2291.75 =562mC中间泵站需有肯定的进站压力范围30m到80m液柱，如以下图所示按最不利的状况校核，即冬季。〔按第一站间铺设一段变径管算〕550m液柱校核动水压力：从纵断面图上可求得最大动水压力为：Hmax=653.4mPmax

冬

*g*Hmax=5.62MPa<6MPa校核静水压力：ZG——各站间高点的高程。185m338m519m所以站间的最大静水压力为：H=519m液柱Pmax

冬

max