Температура и вязкость потока

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

L = 460 км; Hст = 550 м; Нп = 60 м; Нк = 30 м; Т_н = 343 К; Т_к =308 К; Т₀=273 К;

с = 950 кг/м³; с_р = 1800 Дж/кг· К; Н = 1,7 м; Re_кр = 2000; в = 657· 10^-6 1/К;

л_н = 0,122 Вт/м· К; лм = 58,15 Вт/м· К; л_из = 0,058 Вт/м· К; л_гр = 2,4 Вт/м· К;

б₂ = 3 Вт/м²· К.

Расчеты выполняются в следующей последовательности.

1. Вычисляется критическая температура

.

.

2. Находится средняя температура потока

Для турбулентного режима:

.

Для ламинарного режима:

.

3. Выбирается средняя температура стенки для обоих режимов.

.

— для турбулентного режима.

— для ламинарного режима.

4. Определяется кинематическая вязкость, соответствующая этим температурам

_;

м² /с;

м² /с;

.

м² /с;

м² /с;

5. Вычисляются значения критериев Рейнольдса, Прандтля и Грасгофа для обоих режимов

.

; ;

.

; ;

.

; ;

.

;

;

6. Определяется внутренний коэффициент теплоотдачи для ламинарного режима, где ;;

; .

7. Рассчитывается внутренний коэффициент теплоотдачи для турбулентного режима при 2000 < Re п =3534,4 < 10 000

;

; ;

;

.

8. Находится внешний коэффициент теплоотдачи при отсутствии теплоизоляции

;; есть в дано.

9. Проверяется правильность выбора температуры стенки

Для турбулентного режима:

; ;

Для ламинарного режима:

; .

10. Определяется полный коэффициент теплопередачи при отсутствии теплоизоляции. Для турбулентного режима:

;

;

Для ламинарного режима:

;

.

11. Вычисляется длина участка, где:

.

Для турбулентного режима:

;

Для ламинарного режима:

.

12. Находится длина участка нефтепровода, на котором обеспечивается заданный диапазон температур ТН ч ТК

.

.

13. Находятся числа Шухова для этих участков

.

;.

14. Определяются по таблице значения интегральной показательной функции Ei1(x1), Ei2(x2), Ei3(x3) и Ei4(x4) при значениях аргументов равных

;

;

;

.

Ei₁(x₁)=-0,1535, Ei₂(x₂)=-0,2429, Ei₃(x₃)=-0,4 939, Ei₄(x₄)=-0,2 662.

15. Вычисляются поправки на неизотермичность потока по длине участков с турбулентным и ламинарным режимом течения

;

. .

16. Находятся гидравлические уклоны для обоих участков

.

;

.

17. Рассчитываются потери напора по длине трубопровода на участке между пунктами подогрева

.

18. Определяются полные потери на этом участке

;

19. Вычисляется расчетное число пунктов подогрева

;

20. Определяется расчетное число насосных станций.

;

Это число округляется в большую сторону до n_нс.

20. Рассчитывается средний гидравлический уклон

.

• 21. Выполняются графические построения по расстановке насосных станций на профиле трассы, находятся длины перегонов L _{НС ?} и перепады высот между насосными станциями ДZ_?.
• 22. Определяется количество тепловых станций на каждом перегоне

.

Это число округляется в большую сторону до целого числа .

23. Вычисляется среднее расстояние между тепловыми станциями на каждом перегоне турбулентный ламинарный температура вязкость

.