Презентация "Расчет нефтепровода на прочность и устойчивость. Гидравлический расчет" – проект, доклад

Практическое занятие № 3

Тема: РАСЧЕТ НЕФТЕПРОВОДА НА ПРОЧНОСТЬ И УСТОЙЧИВОСТЬ. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ

1. Определение толщины стенки трубопровода с учетом условий прочности и устойчивости к смятию

1.2. Вычисляются кольцевые напряжения от расчетного внутреннего давления кц , МПа (16) Для предотвращения недопустимых деформаций подводных трубопроводов проверку необходимо производить по условиям: (17) (18)

где - нормативное сопротивление растяжению (сжатию) металла труб и сварных соединений, ; - коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб; при растягивающих продольных напряжениях ( ), принимаемый равным единице; при сжимающих ( ) – определяемый по формуле: (19)

где - кольцевые напряжения от нормативного (рабочего) давления; - максимальные суммарные продольные напряжения. (20) (21) где - минимальный радиус упругого изгиба оси трубопровода (в первом приближении можно принять ).

Выполняется проверка по формулам (17), (18). Если условия не выполняются, необходимо увеличить минимальный радиус упругого изгиба оси трубопровода. Выполнив расчеты на прочность и устойчивость нефтепровода, результаты следует оформить в таблицу.

Пример расчета. Исходные данные: - Р=5,3 МПа; - Dн= 1220 мм; - =1184 мм; - = 18 мм; - m=0,9; - =1,05

Вычисляем кольцевые напряжения от расчетного внутреннего давления по формуле (16): σкц Вычисляем кольцевые напряжения от нормативного (рабочего) давления по формуле (20): = МПа

Вычисляем максимальные суммарные продольные напряжения от нормативных нагрузок и воздействий по формуле (21): =

Так как =361,7 МПа > 0, то =1, тогда, согласно формулам (17) и (18), имеем: =361,7 МПа > 342 МПа Так как условие не выполняется, принимаем . Тогда = 341 МПа < 342 МПа = 342 = 174,3 МПа < 342 МПа

2. Гидравлический расчёт трубопровода

Потерю напора на преодоление трения по длине трубопровода круглого сечения при установившемся течении определяют по формуле Дарси – Вейсбаха: , (22) где L – длина трубопровода, м; D – внутренний диаметр трубопровода, м; w – средняя скорость течения жидкости м/с; g - ускорение свободного падения, м/с2; λ - коэффициент гидравлического сопротивления, зависящий от режима движения жидкости, относительной шероховатости внутренней стенки трубы, т. е. λ = f (Rе, ε), ε - абсолютная шероховатость стенок трубы, см.

Определяем среднюю скорость движения нефти по трубопроводу: , м/с (23) Определяем режим течения жидкости: (24) По табл. 9 определяем режим течения жидкости.

Таблица 9 Определение коэффициента гидравлического трения

Определяем зону трения Рассчитываем шероховатость трубы по формуле: , (25) где kэ принимается по табл. 10. Первое переходное число : (26) Второе переходное число : (27)

2.2. Гидравлический расчёт трубопровода

Определяем зону течения нефти (табл. 9). Вычисляем коэффициент гидравлического сопротивления. При условии попадания Re в 1 область турбулентного движения жидкости расчет производят по формуле Блазиуса: (28) Определяем гидравлический уклон в нефтепроводе по формуле: (29) Потери на трение всего нефтепровода: , м (30)