2.2 Гидравлический расчет всасывающей линии трубопровода

Гидравлический расчет будем вести при среднеминимальной температуре нефтепродукта Аи-92

Кинематическая вязкость ;

Длина всасывающей линии L = 70,7 м;

Наружный диаметр всасывающего трубопровода D_вс =0,063 м;

Толщина стенки трубопровода м;

Геодезическая отметка резервуара z рез = 324,7 м;

Геодезическая отметка ТРК м;

Эквивалентная шероховатость труб ;

Производительность насоса Q=0,0033

Таблица 3 - Местные сопротивления на всасывающей линии

Тип местного сопротивления	Количество
Фильтр	0	1,7
Задвижка	3	0,15
Поворотов	5	0,3

1. Находим внутренний диаметр трубопровода

2. Скорость движения потока

3. Число Рейнольдса для потока нефтепродуктов в трубопроводе

4. Критические значения числа Рейнольдса

Так как , режим турбулентный, т.е. поток нефтепродукта находится в области гидравлически гладких труб, для которой коэффициент гидравлического сопротивления вычисляется по формуле

5. Потери напора по длине трубопровода

6. Потери напора на местные сопротивления

7. Потеря напора на преодоление сил тяжести

8. Полная потеря напора на всасывающей линии

9. Проверка всасывающего трубопроводов на холодное кипение паров бензина. Условие, которое должно выполнятся, чтобы не произошло срыва потока

Па – давление насыщенных паров бензина при 26,9 С

Па – атмосферное давление.

Условие выполняется.

2.3 Расчет на прочность полиэтиленовых труб

2.3.1 Расчетные характеристики полиэтиленовых труб

Расчетное сопротивление материала труб R следует определять по формуле

,

где R^H—нормативное длительное сопротивление разрушению мате­риала труб из условия работы на внутреннее давление, R^H =1,3МПа;

K_Y—коэффициент условий ра­боты трубопровода, K_Y =0,5;

К_с—коэффициент проч­ности соединения труб, К_с =0,95[13] . 

Модуль ползучести материала труб Е, принимается с учетом его изменения при длительном действии нагрузки и температуры на трубопро­вод по формуле

где Е₀ — модуль-ползучести материала трубы при растяжении, Е₀ =32 МПа,в зависимости от проектируемого срока службы трубопровода и величины действующих в стенке тру­бы напряжений;

К_е — коэффициент, учитывающий влияние температуры на деформационные свойства материала труб, К_е =0,40.

2.3.2 Расчет нагрузок и воздействия на трубопровод

При расчете трубопроводов следует учитывать нагрузки и воздействия, возникающие при их сооружении, испытании и эксплуатации.

Рассчитаем нормативную нагрузку от массы 1 м трубопро­вода

где g_T—плотность материала трубопровода, кг/м³;

D— наружный диаметр трубы, м;

d—толщина стенки трубы, м.

В тех случаях, когда для трубопровода требуется устройство наружной изоляции, в нормативную нагрузку q^H_T следует включать нагрузку от массы изолирующего слоя.

Нормативная вертикальная нагрузка от давле­ния грунта на трубопровод

где g_ГР— плотность грунта, кг/м³;

h—расстояние от верха трубопровода до поверхности земли, м, назначаемое из усло­вия исключения возможности воздействия на трубопровод динами­ческих нагрузок.

Нормативную нагрузку от гидростатического давления грунтовых вод, вызывающую всплытие трубо­провода

где g_В — плотность воды с учетом растворенных в ней солей, Н/м³ (кгс/м³),

D — наружный диаметр трубопровода с учетом изоляционного покрытия, м.

2.3.3 Проверка прочности и устойчивости подземных трубопровод

Подземные трубопроводы следует проверять по прочности и деформациям поперечного сечения.

Расчетные сопротивления материала труб для подземного трубопровода следует определять по фор­муле

где R—расчетное сопротивление материала труб;

К₁ — коэффициент условий прокладки подземного трубопровода, принимаемый равным 0,8—для трубопроводов, про­кладываемых в местах, труднодоступных для рытья траншей в слу­чае его повреждения; 0,9—для трубопроводов, прокладываемых под усовершенствованными покрытиями; 1,0—для остальных тру­бопроводов.

Несущая способность подземных трубопроводов должна проверяться путем сопоставления предельно до­пустимых расчетных характеристик материала трубо­провода с расчетными нагрузками на трубопровод, при этом внешние, нагрузки приводятся к двум эквивалент­ным противоположно направленным вдоль вертикально­го диаметра линейным нагрузкам.

Полная расчетная приведенная (эквивалент­ная) линейная нагрузка Р_пр

где Q — равнодействующие расчетных вертикальных нагрузок;

b — коэффициент приведения нагрузок;

h — коэффициент, учитывающий боковое давление грунта на трубопровод.

- расчетная нагрузка на трубопровод от тран­спорта;

- расчетная нагрузка на трубопровод от равно­мерно распределенной нагрузки на поверхности засыпки.

Расчетная нагрузка на трубопровод от тран­спорта

где n_тр — коэффициент перегрузки от транспортных нагрузок, h_тр =1,4;

q^Н_ТР—нормативное равномерно распределенное давление от транспорта, q^Н_ТР =10Н/м²;

D—наружный диаметр трубопровода, м.

Расчетная нагрузка на трубопровод от равно­мерно распределенной нагрузки на поверхности засыпки

где Р_ГР—параметр, характеризующий жесткость засыпки, МПа (кгс/см²), рассчитываемый по соотношению

.

Р_Л—параметр, характеризующий жесткость трубопро­вода

где Е_ГР —модуль деформации грунта засыпки, принимаемый в зависимости от степени уплотнения грунта: для песчаных грунтов—от 8,0 до 16,0 МПа), для супесей и суглинков—от 2,0 до 6,0 МПа), для глин—от 1,2 до 2,5 МПа;

Е —мо­дуль ползучести материала труб;

n_P — коэффициент перегрузки от нагрузок на поверхности грунта.

Значение коэффициента приведения нагрузок b следует принимать зависимости от способа опирания трубопровода на грунт:

а) для нагрузок от давления грунта: при укладке на плоское основание—0,75; при укладке на спрофилиро­ванное основание с углом охвата трубы 2а= 70°—0,55, 2а =90°— 0,50, 2а = 120° — 0,45;

б) для нагрузок от массы трубопровода и транспортируемого вещества: при укладке на плоское основание — 0,75, при укладке на спрофилированное основание с углом охвата трубы 2а = 75°— 0,35, 2а =90°— 0,30, 2а= 120°—0,25.

Величину коэффициента h, учитывающего боко­вое давление грунта на трубопровод, следует принимать в зависимости от степени уплотнения засыпки в преде­лах от 0,85 до 0,95.

Несущую способность подземных трубопрово­дов по условию прочности следует проверять на дейст­вие только внутреннего давления транспортируемого ве­щества, при этом полное расчетное приведенное (экви­валентное) напряжение s_пр, МПа (кгс/см²), вычисленное в соответствии с требованиями п. 5,18 должно удовлет­ворять неравенству

условие выполняется.