- •1.Стационарный режим эксплуатации «горячего» трубопровода
- •2. Нестационарный режим эксплуатации «горячего» трубопровода
- •3. Ламинарное течение жидкости
- •4. Турбулентное течение жидкости
- •5.Диверсификация
- •6.Методы диверсификации производства
- •7. Надежность
- •8.Техническое состояние
- •9.Техническая диагностика
- •10.Какими способами определяется вибрационное состояние оборудования
- •11. Что является критериями надежности
- •12. Роль прогнозирования технического состояния в жизненном цикле оборудования
- •13. Диагностический признак
- •14. Основные элементы автомати-зированных систем диагностирования
- •15. Методы внутритрубной диагностики
- •Радиационный метод
- •Диагностика трубопроводов ультразвуком
- •16. Способы диагностирования утечек
- •17. Законодательные акты, регламенти-рующие промышленную безопасность на опасных производственных объектах
- •18. Опасный производственный объект
- •19. Локализация и ликвидация последствий аварий на опасном производственном объекте
- •20. Техническое расследование причин аварий
- •21. Экспертиза промышленной безопасности
- •22. Декларация промышленной безопасности
- •23. Охранная зона трубопроводов
- •24. Основные положения методики оцен-ки риска
- •25. Государственный контроль (надзор)
- •26. Определение термина инцидент
- •27. Гидравлический расчет нефтепровода
- •28. Увеличение пропускной способности нефтепровода
- •29. Нефтепроводы со сбросами
- •30. Нефтепроводы с подкачками
- •31. Режимы работы нефтепровода при отключении нс
- •32. Способы регулирования работы нс
- •33. Основные формулы для гидрав-лического расчета газопровода
- •34. Режимы работы газопровода при отключении кс или агрегатов
- •35. Особые режимы работы горячих трубопроводов
- •36. Методы обезвоживания и обессоли-вания нефти
- •37. Схема подготовки нефти и газа к транспорту
4. Турбулентное течение жидкости
ТУРБУЛЕНТНЫМ называется течение, сопровождающееся интенсивным перемешиванием жидкости с пульсациями скоростей и давлений. Нарядус основным продольным перемещением жидкости наблюдаются поперечные перемещения и вращательные движения отдельных объемов жидкости.
Турбулентное течение жидкости наблюдаются при определенных условиях (при достаточно больших числах Рейнольдса) в трубах, каналах, пограничных слоях около поверхностей движущихся относительно жидкости или газа твёрдых тел, в следах за такими телами, струях, зонах перемешивания между потоками разной скорости, а также в разнообразных природных условиях.
Т. т. отличаются от ламинарных не только характером движения частиц, но также распределением осреднённой скорости по сечению потока, зависимостью средней или макс. скорости, расхода и коэф. сопротивления от числа Рейнольдса Re, гораздо большей интенсивностью тепломассообмена. Профиль осреднённой скорости Т. т. в трубах и каналах отличается от параболич. профиля ламинарных течений меньшей кривизной у оси и более быстрым возрастанием скорости у стенок.
Потери напора при турбулентном движении жидкости
Все гидравлические потери энергии делятся на два типа: потери на трение по длине трубопроводов и местные потери, вызванные такими элементами трубопроводов, в которых вследствие изменения размеров или конфигурации русла происходит изменение скорости потока, отрыв потока от стенок русла и возникновение вихреобразования.
Простейшие местные гидравлические сопротивления можно разделить на расширения, сужения и повороты русла, каждое из которых может быть внезапным или постепенным. Более сложные случаи местного сопротивления представляют собой соединения или комбинации перечисленных простейших сопротивлений.
При турбулентном режиме движения жидкости в трубах эпюра распределения скоростей имеет вид, показанный на рис. В тонком пристенном слое толщиной δ жидкость течет в ламинарном режиме, а остальные слои текут в турбулентном режиме, и называются турбулентным ядром. Таким образом, строго говоря, турбулентного движения в чистом виде не существует. Оно сопровождается ламинарным движением у стенок, хотя слой δ с ламинарным режимом весьма мал по сравнению с турбулентным ядром.
Модель турбулентного режима движения жидкости
Основной расчетной формулой для потерь напора при турбулентном течении жидкости в круглых трубах является уже приводившаяся выше эмпирическая формула, называемая формулой Вейсбаха-Дарси и имеющая следующий вид:
.
Различие заключается лишь в значениях коэффициента гидравлического трения λ. Этот коэффициент зависит от числа Рейнольдса Re и от безразмерного геометрического фактора - относительной шероховатости Δ/d (или Δ/r0, где r0- радиус трубы).
Критическое число Рейнольдса
Число Рейнольдса, при котором происходит переход от одного режима движения жидкости в другой режим, называется критическим. При числе Рейнольдса наблюдается ламинарный режим движения, при числе Рейнольдса - турбулентный режим движения жидкости. Чаще критическое значение числа принимают равным, это значение соответствует переходу движения жидкости от турбулентного режима к ламинарного. При переходе от ламинарного режима движения жидкости к турбулентному критическое значение имеет большее значение. Критическое значение числа Рейнольдса увеличивается в трубах, сужаются, и уменьшается в тех, что расширяются. Это объясняется тем, что при сужении поперечного сечения скорость движения частиц увеличивается, поэтому тенденция к поперечного перемещения уменьшается.
Таким образом, критерий подобия Рейнольдса позволяет судить о режиме течения жидкости в трубе. При Re < Reкртечение является ламинарным, а при Re > Reкртечение является турбулентным. Точнее говоря, вполне развитое турбулентное течение в трубах устанавливается лишь при Re примерно равно 4000, а при Re = 2300…4000 имеет место переходная, критическая область.
Как показывает опыт, для труб круглого сечения Reкрпримерно равно 2300.
Режим движения жидкости напрямую влияет на степень гидравлического сопротивления трубо-проводов.
Для ламинарного режима
Для турбулентного режима