3. Гидравлической расчет трубопроводных коммуникаций слива нефтепродуктов из железнодорожных цистерн (1973 год)

Гидравлическим расчетам сливных коммуникаций должны предшествовать следующие работы:

1) выбор и обоснование способа слива:

2) разработка технологической схемы;

3) расстановка технологической арматуры;

4) определение основных высотных отметок:

5) определение длин (геометрической, эквивалентной, приведенной);

6) определение расчетного расхода, вязкости, скорости, рабочего давления. Различные системы нижнего слива можно разделить на две группы:

1) открытый слив (см. системы па рис. 1.12, а, б);

2) герметизированный слив (см. системы на рис. 1.12, в, г).

Системы открытого слива могут работать и без «нулевого» резервуара. Рассмотрим в отдельности каждый из элементов системы нижнего слива.

Открытый слив

Расчет сливных лотков и межрелъсовых коллекторов

Сливные лотки и межрельсовые коллекторы представляют собой трубопроводы прямоугольного сечения. в которых происходит безнапорное движение жидкости, т. е. со свободной поверхностью. Для облегчения вывода формулы

расчета пропускной способности таких трубопроводов введем следующие упрощающие положения:

1) движение установившееся, равномерное;

2) режим ламинарный;

3) сопротивление боковых стенок не учитывается.

При изложенных упрощающих положениях исходное дифференциальное уравнение запишется в виде.

Расчет коллекторов круглого сечения
При герметизированном нижнем сливе коллектор укладывается параллельно железнодорожному пути на расстоянии не менее 1,8 м от оси пути. При самотечном сливе эти коллекторы представляют собой безнапорные трубопроводы круглого сечения. Расход нефтепродуктов в таких коллекторах определяется по формуле

Для определения размеров поперечного сечения сливных трубопроводов необходимо знать величину расчетного расхода. При сливе одной цистерны этот расход определяется, как

При сливе на одной половине коллектора 0,5 маршрута расчетный расход составит:

Оба компонента потока движутся соосно, т. е. симметрично относительно оси трубы. Расчетная схема представлена на рис. 2.12. При указанных упрощающих положениях дифференциальные уравнения движения примут вид:

для «холодного» потока

Гидравлический расчет сифонных трубопроводов

Сифонным трубопроводом (сифоном) называется трубопровод, часть которого располагается выше уровня откачиваемой жидкости в емкости. В условиях нефтебазы сифон имеется при сливе нефтепродуктов через верхний колпак железнодорожных цистерн. На примере этого способа слива рассмотрим основные положения расчета. Для наглядности воспользуемся графоаналитическим методом расчета одиночной сливной колонки.

Нормальная работа сливной колонки возможна при условии, когда остаточное давление в любой точке трубопроводной сети р0 больше давления насыщенных паров ру сливаемого нефтепродукта при температуре перекачки. При несоблюдении этого условия поток нефтепродукта в трубопроводе разрывается, образуются газовые мешки, вследствие чего пропускная способность сливной коммуникации резко снижается. Предельная высота одиночной сливной колонки над нижней образующей цистерны, при которой не происходит разрыва потока, равна

Для построения графика вакуумов и остаточных напоров необходимо предварительно подсчитать гидравлические сопротивления отдельных участков коммуникации. График строят для наиболее неблагоприятного случая, когда атмосферное давление наименьшее, а уровень нефтепродукта в цистерне наинизший. Сливную коммуникацию вычерчивают в масштабе. Вверх от зеркала нефтепродукта (см. рис. 2.13) откладывают атмосферное давление в метрах столба откачиваемого нефтепродукта (отрезок аа')

Крайняя правая ордината линии вакуума характеризует разрежение, которое должен создать насос для выкачки нефтепродуктов с. заданной производительностью. Если линия вакуума пересекает коммуникацию, это значит, что участки трубопровода, лежащие ниже линии вакуума, находятся под избыточным давлением.

Эжекторный слив

Нормальная работа сифонных трубопроводов в случае нарушения условия Ро > Ру возможна путем создания дополнительного подпора с помощью эжектора.

Таким образом, основная работа эжектора — передача части энергии рабочего потока подсасываемому. Этот процесс приводит к расширению струи рабочего потока за счет вовлечения подсасываемого потока. Такое явление прекращается в камере смешения, где происходит интенсивное перемешивание подсасываемой и рабочей жидкостей.

На рис. 2.15 представлены варианты технологических схем эжекторного слива. Первая схема применяется в том случае, когда развиваемый основным насосом напор недостаточен для преодоления всех сопротивлений коммуникации и создания в эжекторе необходимого рабочего давления Рp. В этом случае применяется дополнительный насос для питания эжектора рабочей жидкостью, развивающий напор Нд.н.

Из сравнения формул (2.61) и (2.23) видно, что потеря напора на трение в коллекторах с переменным расходом при турбулентном режиме (квадратичный закон сопротивлений) примерно равна 1/3 гидравлического сопротивления трубопровода топ же длины с постоянным расходом.

содержание .. 6 7 8 9 ..