содержание      ..     30      31      32      33     ..

3. ОСТЫВАНИЕ НЕФТЕПРОДУКТОВ В ТРУБОПРОВОДАХ НЕФТЕБАЗ (1973 год)

Большое практическое значение имеет умение рассчитать время охлаждения нефтепродукта в остановленном «горячем» трубопроводе. «Горячие» трубопроводы, работающие периодически, должны быть освобождены или заполнены незастывающим маловязким нефтепродуктом. Если по каким-либо причинам это не сделано, то по истечении определенного времени вязкость нефтепродукта может возрасти настолько, что допускаемого рабочего давления в трубе окажется недостаточным для возобновления перекачки.

Для экономии эксплуатационных расходов, связанных с замещением нефтепродуктов в трубопроводе, иногда можно па определенное время оставлять нефтепродукт в остановленном трубопроводе, если по известному графику периодичности работы трубопровода за время остановки нефтепродукт по охладится ниже допускаемой температуры tк, при которой напряжения сдвига потока не превысят допускаемой прочности трубопровода (иногда это напряжение определяется не прочностью материала трубы, а прочностью корпуса насоса или арматуры — задвижки, клапана). Зная характер изменения температуры потока во времени, можно найти критическое значение температуры tK и соответствующую ей допустимую продолжительность остановки трубопровода.

Эти критические температуры помимо физических свойств нефтепродукта зависят еще от материала трубы и протяженности трубопровода, а поэтому должны быть заранее рассчитаны при проектировании данного трубопровода.

Сложный процесс охлаждения нефтепродуктов в подземных трубопроводах зависит от другого, не менее сложного процесса — от охлаждения массы грунта, окружающего трубопровод.

Задача об охлаждении подземных трубопроводов была решена В. И. Черникиным для случая постоянной производительности перекачки.

Процесс нагрева системы грунт — трубопровод в основном определяется скоростью нагрева массы грунта, окружающего трубопровод, так как теплосодержание нефтепродукта, находящегося в трубопроводе, мало по сравнению с теплом, аккумулированным в грунте, и им можно пренебречь. Грунт вокруг трубопровода считается изотропным, а физические константы его неизменными. Температурное поле Земли не учитывается. Отсюда следует, что процесс охлаждения нефтепродукта определяется лишь скоростью охлаждения грунта.

Формула (6.19) дает несколько завышенное значение т, так как при выводе ее тепловой поток по длине трубы был принят постоянным, что может быть допущено только для коротких нефтебазовых трубопроводов. 

Известно также несколько экспериментальных формул для определения τ

Охлаждение наземного трубопровода до заданной температуры tк

Задача об охлаждении наземного трубопровода решается при следующих упрощающих положениях:

Тогда уравнепие теплового баланса примет вид

Если нефтепродукт в период бездействия «горячего» трубопровода сильно охладился или застыл, то для нормальной работы трубопровода нефтепродукт необходимо вытеснить маловязкими жидкостями. Вытеснение высоковязких нефтепродуктов (подчиняющихся закону Ньютона) из горизонтальных трубопроводов возможно при любых напорах насосов; вопрос заключается лишь в продолжительности процесса вытеснения.

В момент времени τ, когда толкающая жидкость вытеснит застывший нефтепродукт из участка трубопровода длиной х. расход будет равен

содержание      ..     30      31      32      33     ..