管道工艺计算样本.docx

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一、 泵出口压力的计算
顺序输送管道中, 不同油品过泵时, 由于其密度的差异, 同样的输量下会引起泵出口压力的变化, 从而会引起管道系统工作点的变化。这里假设管道交替输送柴油和汽油两种油品( 因为在输送温度下, 两种油品的粘度均在20×10-6 m2/s以下, 能够不对泵的特性进行换算) , 则输送柴油时泵的出口压力为:

静力学基本方程式( 见流体力学P16)
Z1+P1/pg = Z2+P2/pg
实际流体总流的伯努利方程( 见流体力学P66)
Z1+P1/pg +α1V12/2g=Z2+P2/pg +α2V22/2g+HW1-2
连续性方程( 见流体力学P49)
Q=A1V1=A2V2
静力学基本方程式适用条件: 重力作用下静止的均质流体。
Z1——位置水头。
P1/pg——压力水头。
V12/2g——速度水头( 以初速度V竖直向上抛物, 物体能上升的高度) 。
HW1-2——表示单位重力流体由断面1流到断面2的水头损失。
伯努利方程适用条件: 稳定流、 不可压缩流体、 作用于流体上的质量力只用重力、 所取断面为缓变流断面。( 圆管紊流运动中动能修正系数α可近似取1, 层流取2) 。
带泵的伯努利方程( 见流体力学P73)
Z1+P1/pg +α1V12/2g+H=Z2+P2/pg +α2V22/2g HW1-2
适用条件: 运用伯努利方程, 若所取两个计算断面中一个位于泵的前面, 一个位于泵的后面, 即液体流经了泵。

动力粘度: 面积各为1㎡并相距1m的两平板, 以1m/s的速度作相对运动时, 因之间存在的流体互相作用所产生的内摩擦力。表征液体粘性的内摩擦系数, 用μ表示。
运动粘度: 在流体力学的许多公式中, 动力粘度与密度的比值称运动粘度: v=μ/ρ, 由于v的单位米2/秒中只有运动学单位, 故称运动粘度。适用条件: 研究流体流动时。
Ps: 1、 自然界的流体都具有粘性, 粘度不为零的流体称为粘性流体或实际流体, 反之理想流体。2、 研究表明, 流体的粘度与压力的关系不大, 但与温度有密切的关系。( 液体粘度随温度升高而减小, 气体粘度随温度升高而增大) 。

λ水力摩阻系数随流态不同而不同, 是雷诺数和管壁相对当量粗糙度的函数。
e为管壁的绝对当量粗超度, m。是指管内壁凸起高度的统计平均值。
ε为管壁的相对当量粗超度。

一、 紊流时。( 公式见笔记)
当层流边界层厚度( 粘性底层) 能够覆盖管内壁全部粗糙凸起时, λ仅与雷诺数有关, 称为水力光滑区。
当雷诺数增大, 层流边层减薄, 管壁粗糙凸起几乎全部露出在层流边层之外, 惯性损失起主导作用, λ仅与相对当量粗超度ε有关。称为粗糙区。
雷诺数介于光滑区与粗糙区之间, λ与ε和雷诺数有关, 称为混合摩擦区。
二、 层流时。
λ仅与雷诺数有关。

使用达西公式计算沿程摩阻, 不便分析各参数对摩阻的影响。故对公式重新重整, 得到列宾宗公式。( 见流体力学P36)

水力陂降:

如果水力坡降i已知, 全线的压头损失可表示为
H=iL+ΔZ
管路工作特性:

一个泵站的管道:

管路设计计算
1、 根据经验, 一般油田内部管路中的液体流速以1~2m/s左右为宜, 外输管路中的流速可取1~3m/s。可参考不同粘度的油品在管路中的经济流速。( 见流体力学P141, 油库设计与管理92) 。