|
||
| Правила | Регистрация | Пользователи | Сообщения за день | | Поиск | | Справка по форуму | Файлообменник | |
|
Поиск в этой теме |
27.07.2011, 11:46 | #1 | |
Расчет максимальной пропусной способности трубопровода при заданном диаметре
Регистрация: 04.12.2008
Сообщений: 53
|
||
Просмотров: 40475
|
|
||||
сети Регистрация: 03.11.2008
Московия*
Сообщений: 5,782
|
|
|||
|
||||
Сметы, ПОС, ПМООС, ГР, НВК Регистрация: 18.07.2009
Новочеркасск
Сообщений: 177
|
Пропускная способность зависит от:
1. Напора (по-вашему, начальное давление) 2. Площади живого сечения (в вашем случае, диаметра трубы) 3. Потери напора по длине и на местные сопротивления (по-простому, от материала труб) А дальше, как в законе сохранения энергии: где прибывает, где-то убывает. Если согласно техзаданию диаметр труб и начальное давление заданы, так же как и пропускная способность (т/сут) то маневрировать можно только гидравлическими сопротивлениями (материалом труб) |
|||
|
||||
Thượng Tá Quân Đội Nhân Dân Việt Nam Регистрация: 14.03.2005
44d32'44"С, 33d26'51"В
Сообщений: 13,381
|
Цитата:
1. От характеристики насоса (или суммарной характеристики группы насосов). Это величина переменная даже для одного насоса. 2. От характеристики сопротивления S самого трубопровода (не путать с КМС) - сопротивления при единичном расходе.. Это величина постоянная, её можно вычислить один раз. Потери напора выражаются известной формулой H=S*Q^2. Сопротивление сети возрастает в квадратичной зависимости от увеличения расхода. Отсюда можете получить формулу расхода при заданном напоре. Подставляя в нее различные значения напоров, можете получить "пропускную способность", которая зависит от располагаемого напора. Если располагаемый напор задан, то это и будет максимальная пропускная способность (фактический расход) данной конкретной трубы в конкретных условиях. А скорость - это уже вторичная величина. |
|||
|
||||
Регистрация: 23.11.2006
California
Сообщений: 4,750
|
максимальное давление в трубопроводе (если не оговорено при постановке задачи) ограничено по условиям прочности. прежде всего арматуры. где то должны быть данные на какое максимальное давление рассчитан трубопровод. возможно в проектной документации. в межремонтный период проводится опрессовка и оформляются документы из которых можно установить максимально возможное давление в трубопроводе. оно может быть снижено по сравнению с проектным в связи с техническим состоянием и т.д. кроме того должно быть известно требуемое давление на выходе из трубопровода. разница этих давлений и даст вам максимально возможные потери давления в трубопроводе H. дальше надо определить характеристику сопротивления данного конкретного трубопровода S (см.предыдущий пост) и максимально возможный расход среды Q будет соответствовать этим потерям.
в некоторых случаях будут и другие ограничения, например по шуму и соответственно скорости потока. так газопровод будет "свистеть" при превышении определенных скоростей и они ограничены нормативными документами. что касается вашего конкретного случая, не берусь сказать есть ли ограничения по скорости по условиям шума или чего то еще (не путать с рекомендуемыми скоростями при гидравлическом расчете, они тут роли играть не будут). |
|||
|
||||
Thượng Tá Quân Đội Nhân Dân Việt Nam Регистрация: 14.03.2005
44d32'44"С, 33d26'51"В
Сообщений: 13,381
|
Цитата:
Однако заказчика интересует очень простой практический вопрос - сколько может пропустить труба. А на простые вопросы сложнее отвечать. Как рассчитать - я написал. Здесь и не надо дополнительных гидравлических расчетов делать - достаточно знать одну величину сопротивления при вашем расчетном расходе. По ней можно построить график зависимости сопротивления сети от расхода. Однако вопрос-то практический, а не теоретический ("пока труба не лопнет"). Практически повысить расход можно несколькими путями: 1. Включить параллельно ещё несколько насосов. Это увеличивает расход, но не пропоционально количеству насосов. Чтобы оценить - надо наложить график характеристики сети на график насосов и получить, сколько в эту сеть смогут прокачать один, два, три этих насоса. Как это делается - описано в любом учебнике по насосным станциям или гидравлическим машинам. Кстати, иногда несколько насосов смогут прокачать даже меньше, чем один. 2. Включить насос или насосы с другой характеристикой. И также проверить работу в эту сеть. Такие насосы могут быть и заранее запроектированы. 3. Изменить частоту вращения колеса насоса. Это скорее теоретический путь, так как обычно она и так максимальная, чаще снижают, чтобы не было перерасхода энергии. Все эти мероприятия ограничиваются конструкцией и номенклатурой насосов. И расход, сверх расчетного, обычно даже в 2 раза не получается увеличить. В результате на перспективу и предусматриваются дополнительные "нитки" трубопроводов (но надо знать, когда будет исчерпан предел). Или диаметр заранее делается завышенным - т.е. расчетным принимается какой-то перспективный расход (в итоге это дешевле обходится). Но и номенклатура труб ограничена. Для серьезных трубопроводов (например промысловых) этот вопрос желательно заранее прорабатывать в проектной документации - будет одна страница с таблицей. Это очень актуально - всегда могут пожелать больше продавать нефти или вздумать подключить новый район города по воде или теплу. |
|||
|
||||
Регистрация: 20.01.2009
Сообщений: 1,170
|
Немного не соглашусь, хоть это и не по теме:
Цитата:
А снижают не из-за перерасхода энергии в прямом смысле, а из-за того, что насосы стоят с хорошим запасом, и поэтому они молотят на прикрытую задвижку, понижая свой КПД. Поэтому снижая его производительность электрически его всего лишь выводят на требуемый номинал, экономя энергию пустой молотилки. |
|||
|
||||
Thượng Tá Quân Đội Nhân Dân Việt Nam Регистрация: 14.03.2005
44d32'44"С, 33d26'51"В
Сообщений: 13,381
|
Цитата:
Цитата:
А вот при частотном регулировании, да еще автоматическом, экономия электроэнергии (за год весьма заметная) получается за счет изменения частоты вращения того же самого двигателя. Здесь изменяется электрический кпд. Да и частота меняется все-таки в определенных пределах. Сейчас это особо актуально из-за распространившихся регуляторов расхода различных типов. При работе регуляторов постоянно изменяется характеристика сопротивления самой сети, и насос "подстраивает" под характеристику сети свою характеристику. |
|||
|
||||
Регистрация: 23.11.2006
California
Сообщений: 4,750
|
Самая большая проблема для автора поста, я думаю, получить значение "S" этого трубопровода. Фактически надо делать гидравлический расчет и знать много данных. Другой путь взять данные из таблиц потерь давления в трубопроводах для данного диаметра для воды. при этом надо оставить опеделеный процент на местные сопротивления. дальше нужна корректировка на перекачиваемую среду, ее температуру, рельеф местности. да и просто..., какой процент взять на местные сопротивления в тройниках, отводах, регулирующей и запорной арматуре? 10%? а может 30%?
А может для начала надо знать схему этого трубопровода со всеми ответвлениями и расходами на них, и со всей установленной арматурой, отводами и троиниками? Слишком много расчетов и исходных данных. Задача кажется непосильной для автора темы. Вот и ответьте умникам что нибудь... Кому в конце концов это интересно? Если честно, думаю им до фонаря, они и не понимают что спрашивают. Возьмите существующии расход, увеличьте процентов на 30 с потолка, и все. Вас же не спрашивают что для этого нужно? может надо насосную станцию сделать мощнее в 10 раз ? ну и что? вопрос то был не в этом? как говориться , какой вопрос - такой ответ. ляпните что нибудь вроде 130% к существующему расходу, и будете уважаемым, знающим специалистом |
|||
|
||||
Регистрация: 11.03.2011
Сообщений: 172
|
Цитата:
1. Определить режим течения. Если ламинарный - существует однозначная связь между перепадом на концах и расходом - формула Пуазейля. 2. Если турбулентный - берется предельно допустимый перепад и решается обратная задача по определению линейных потерь в трубопроводе. Там и будет предельно возможный расход по трубе при заданном перепаде. Все. |
|||
|
||||
Thượng Tá Quân Đội Nhân Dân Việt Nam Регистрация: 14.03.2005
44d32'44"С, 33d26'51"В
Сообщений: 13,381
|
Цитата:
Допустим, при расходе Q=100 м3/ч имеем H=10000 мм. Тогда S=10000/(100*100)=1 мм. вод.ст при расходе 1 м3 ч. При расходе 100 м3/ч потери напора будут, естественно, 1*100*100=10000 мм (10 м), при расходе 200 м3/ч - 1*200*200=40000 мм (40 м, больше в 4 раза), при расходе 10 м3/ч - 1*10*10=100 мм, т.е в 100 раз меньше. Если для таких условий взять, например, насос К 80-65-160, то в результате расчета работы этого насоса в этой сети получим: 1. Один насос К 80-65-160 прокачает 101.2 м3/ч, развивая напор 10.25 м 2. Два насоса К 80-65-160 включенных параллельно прокачают 148.6 м3/ч, развивая напор 22 м. При этом может сгореть двигатель 3. Четыре насоса К 80-65-160 включенных параллельно прокачают 176.2 м3/ч, развивая напор 31 м. При этом будет установленная мощность 7.5*4=30 кВт, и полезно использоваться она будет на 70% А если взять, например, один насос Д 200-95 с мощностью 110 кВт, то он в эту сеть прокачает 274.7 м3/ч, развивая напор 75 м, при полезном использовании мощности на 73% Расчеты выполнены по моей старинной программе PUMP, которая хоть и для DOS делалась 20 лет тому назад, но работает. Вот это и пример оценки пропускной способности трубопровода при работе насосов. Про скорость воды мы и не задумывались, хотя ее можно посчитать и определить, находится ли она в допустимых пределах (которые весьма широки). |
|||
|
||||
люблю мастерить Регистрация: 21.01.2005
Челябинск
Сообщений: 9,922
|
Ребят, а не кажется ли вам что условия задачи однозначно намекают что заказчик собирается эту самую нефть из магистрального трубопровода тырить? И теперь прикидывает какого диаметра трубу ему надо приварить чтобы при заданой длине подкопа за сутки у него наполнялось четыре цистерны?
|
|||
|
||||
деревянное каркасное домостроение Регистрация: 22.01.2009
Санкт-Петербург
Сообщений: 669
|
ShaggyDoc, а где в ваших формулах учитывается вязкость ?
Ведь силы вязкого трения возрастают в ^4 от скорости потока. То есть при одной скорости прокачки - сопротивление одно При другой - как ни странно, другое. И если будем тупо увеличивать скорость прокачки путём повышения напора, то сопротивление арматуры и других сопротивлений будет возрастать нелинейно. К сожалению я сам расчёты уже не помню. P.S. при транспортировке нефти самый главный способ увеличения пропускной способности - повышение температуры передаваемой нефти (понижается вязкость); есть ещё метод - введение в передаваемую нефть пластификаторов (специальные вещества понижающие вязкость). |
|||
|
||||
Регистрация: 11.03.2011
Сообщений: 172
|
Самый простой способ - по предельно допустимому давлению на нагнетании. То есть сколько можно выдать давления, чтобы трубу не порвало. Это предел. Второе значение - атмосферное давление в трубе. Вот эта разность давлений и будет максимально возможной в трубопроводе. Полученную разность делите на длину трубы и получаете потери на единицу длины в режиме максимальной пропускной способности. Далее берете формулу Альтшуля (или ее аналог для нефти, - он должен существовать) и определяете скорость потока и, соответственно, массовую скорость. Это будет искомая цифра.
Я бы просчитал сначала по воде. |
|||
|
||||
Thượng Tá Quân Đội Nhân Dân Việt Nam Регистрация: 14.03.2005
44d32'44"С, 33d26'51"В
Сообщений: 13,381
|
Цитата:
Читайте внимательно, о чем я пишу - о характеристике сопротивления системы (а не о потерях давления на 1 м трубы). Вот при расчетах потерь давления любыми способами (формулы, номограммы, таблицы) и учитываются свойства жидкости и труб. А характеристика сопротивления позволяет пересчитать сопротивление всей системы при изменении располагаемого напора. Может использоваться и для расчетов потерь давления узлов трубопроводов, там где арифметическое сложение КМС является неточным. Формула H=S*Q^2 как раз и учитывает нелинейность измерения потерь давления. Ламинарный режим остается ученым теоретикам и преподавателям - в жизни это экзотика - "сферический конь в вакууме". |
|||
|
||||
Регистрация: 11.03.2011
Сообщений: 172
|
Цитата:
В системах отопления с естественной циркуляцией - сплошь и рядом. Экзотика? В системах отопления с механическим побуждением Re часто чуть-чуть заходит в зону переменных режимов. Экзотика? Уж не говорю о перекачке темных нефтепродуктов. |
|||
|
|
Похожие темы | ||||
Тема | Автор | Раздел | Ответов | Последнее сообщение |
Расчет несущей способности пола. | Zombie | Архитектура | 27 | 13.02.2017 06:17 |
Расчет несущей способности основания фундамента. | Prokurat | Основания и фундаменты | 20 | 12.04.2015 19:27 |
Расчет несущей способности двутавровой балки | Antonio_2 | Конструкции зданий и сооружений | 14 | 14.10.2009 10:43 |
Расчет всасывающей способности насоса | sash1222 | Поиск литературы, чертежей, моделей и прочих материалов | 2 | 07.04.2008 12:48 |
Фундамент с динамическими нагрузками в Scad | Tlelaxu | SCAD | 9 | 31.08.2007 10:44 |