Neft gazni qayta ishlash obyektlari kafedrasi neft, neft mahsulotlarini va gazlarni tashish va saqlash - bet 42

|
Neft gazni qayta ishlash obyektlari kafedrasi neft, neft mahsulotlarini va gazlarni tashish va saqlash
|
bet | 42/43 | Sana | 14.05.2024 | Hajmi | 1,51 Mb. | | #231933 |
Bog'liq O\'quv qo\'llanma (2)x masofada joylashgan dx uzunligi bo'lgan quvur liniyasi elementi uchun issiqlik balansi tenglamasi bo'ladi.
(15.7)
uzunligi dx bo'lgan quvur liniyasi elementidan atrof-muhitga yo'qotish ( k - issiqlik uzatish koeffitsienti; D - quvur liniyasining ichki diametri; T - quvur liniyasidagi neftning harorati X masofada joylashgan. boshi; T 0 - atrof-muhit (tuproq) harorati, doimiy, uzunligi bo'yicha o'rtacha).
ko'rib chiqilayotgan qismdagi ishqalanish issiqligi ( Q - neftning hajmli oqim tezligi p - neft zichligi, i - gidravlik qiyalik). Ishqalanish issiqligi issiqlik yo'qotishlarini qisman qoplaganligi sababli , ikkinchi muddatdan oldin minus belgisi qo'yiladi.
Uchinchi atama - kerosin kristallanishida ajralib chiqadigan issiqlik ( e - neftdagi kerosinning massa miqdori (fraksiyalarda); ch - kristallanish issiqligi; T np va T kp . - mos ravishda, kerosin yog'inlarining boshlanishi va oxiri harorati). Kristallanish issiqligi atrof-muhitga issiqlik yo'qotishlarini ham qisman qoplaydi. Ammo, dT ning manfiy ekanligini hisobga olsak (harorat uzunlik bo'ylab tushadi ), keyin uchinchi muddat oldidagi belgi ortiqcha bo'ladi (minus marta minus ortiqcha beradi).
Issiqlik tarkibining o'zgarishi issiqlik balansi tenglamasining o'ng tomonida yoziladi (Sr - neftning issiqlik sig'imi) . Gradient manfiy bo'lgani uchun minus belgisi olinadi.
X= 0, T= T n ni hisobga olsak , biz olamiz
, ( 15. 8)
yoki
, ( 15. 9)
Qayerda ; ; .
Agar kerosin bo'lmasa, (15. 8) va ( 15. 9 ) dan e = 0 ni qo'yib, Leybenson formulasini olamiz . Bundan tashqari, moy past yopishqoq bo'lsa, u holda ishqalanish issiqligini e'tiborsiz qoldirishimiz mumkin ( b = 0) va (15. 8) va ( 15. 9 ) dan Shuxov formulasini olamiz. Past viskoziteli, ammo parafinli moy uchun (15.9 ) formulada b = 0 qo'yilishi kerak .
Har xil uchun quvur liniyasi uzunligi bo'ylab harorat o'zgarishining tabiati yog ' shaklda ko'rsatilgan. 15.1 . _ Biz haroratni pasaytirishning eng yuqori sur'atlari Shuxov formulasiga xos ekanligini ko'ramiz. Ishqalanish issiqligi va kristallanish issiqligi quvur liniyasidagi suyuqlikning sovish intensivligini pasaytiradi.
15.1-Rasm. Quvur uzunligi bo‘yicha neft haroratining o‘zgarishi:
1 - Shuxov formulasi bo'yicha , S * p = S r , b =0 ; 2 - Leybenson formulasiga ko'ra , e = 0;
15. 9) formula bo'yicha , C * p > C p , e ≠0, b ≠0 ; 4 - ( 15. 9) formula bo'yicha , C * p > C p , e ≠0, b =0
Magistral quvurning issiqlik rejimini hisoblash juda mashaqqatli, chunki umumiy holatda kerosin tushmaydigan joylar bo'lishi mumkin ( T n > T np va T > T kp ) va u qayerdan tushadi ( T np ≥T≥T kp ). Yuqori haroratlarda ishqalanish issiqligini e'tiborsiz qoldirish mumkin, past haroratlarda esa u issiqlik balansida muhim ulushni tashkil qiladi. Bundan tashqari, quvur liniyasida ikkita oqim rejimi bo'lishi mumkin: harorat yuqori bo'lgan boshlang'ich qismida turbulent oqim rejimi mumkin, qolgan uzunlikda - laminar. Hisoblashning qiyinligi turli uchastkalarning chegaralaridagi shartlarni muvofiqlashtirishda yotadi. Taqdimotni soddalashtirish uchun biz eng intensiv sovutish ishini ko'rib chiqamiz, ya'ni. quvur liniyasi uzunligi bo'yicha harorat Shuxov formulasi bilan ifodalanadi, u (15. 8 ) dan b =0, e =0 da olinadi;
, (15.10)
Uni turbulent bo'limga qo'llash, biz qo'yishimiz kerak K= K t : (15. 2- rasmga qarang ). Turbulent uchastkaning oxirida harorat
, (15.11)
Qayerda ; 0 ≤ X ≤ L ; T n ≥ T ≥ T cr ( 15. 2- rasmga qarang ).
15.2-Rasm. Ikki rejimda quvur liniyasidagi neft oqimi
Quvur liniyasi qismining oxirida harorat
, (15.12)
yoki
.
O'xshashlik bo'yicha, laminar qism uchun yozish mumkin (at K= K l )
, (15.13)
Qayerda ; L T ≤ x ≤ L ; T cr ≥ T ≥ T gacha
Laminar qismning oxirida harorat
, (15.14)
yoki
.
( 15. 12) va ( 15. 14) ga asoslanib , L T dan tashqari , ikkita oqim rejimiga ega bo'lgan quvur liniyasidagi barcha chegara haroratiga bog'liq munosabatni olish mumkin :
Turbulentdan laminarga ( va aksincha) o'tishga mos keladigan kritik harorat T cr quyidagicha aniqlanadi. Re ≈2000 parametrining kritik qiymatiga asoslanib , biz kinematik yopishqoqlikning mos keladigan koeffitsiyentini topamiz.
. ( 15.15 )
bu moy uchun viskogrammaga ko'ra , biz T cr ni topamiz . Buni analitik tarzda ham topish mumkin. Masalan, ( 15. 1 ) n cr va T cr formulasiga almashtirib , ( 15. 15) bilan birgalikda yechish orqali topamiz.
. (15.16)
foydalanib , Tcr uchun mos keladigan formulalarni topish mumkin .
Quvurlar uchun issiqlik uzatish koeffitsiyenti ichki a 1 va tashqi a 2 issiqlik uzatish koeffitsientlariga , shuningdek quvur devorining issiqlik qarshiligiga, izolyatsiyaga , cho'kindilarga va boshqalarga bog'liq.
, ( 15. 17)
bu yerda D - quvur liniyasining ichki diametri; n - hisoblashda issiqlik qarshiligida hisobga olingan qatlamlar soni ; li qatlamlarning issiqlik o'tkazuvchanligi koeffitsientlari (konlar, po'lat quvurlar, izolyatsiya va boshqalar); Di , Dni mos ravishda har bir qatlamning ichki va tashqi diametrlari; Dn - quvur liniyasining tashqi diametri (er bilan aloqa qiladigan sirtning diametri).
a1 ni aniqlash uchun turli xil eksperimental bog'liqliklar mavjud, masalan, Mixeevga ko'ra (15.6, 15.7 formulalarga qarang).
Berilgan bog'liqliklarda termofizik xususiyatlar oqim va quvur devorining o'rtacha haroratida aniqlanadi (indeks "CT" ) va trubaning ichki diametri aniqlovchi o'lcham sifatida qabul qilinadi. Termofizik xususiyatlar Crego formulalari yordamida hisoblanadi .
O'tish hududida ichki issiqlik uzatish koeffitsiyenti a1 ni taxminan interpolyatsiya orqali aniqlash mumkin.
Tashqi issiqlik uzatish koeffitsiyenti uchun a2 er osti quvurlari Forchheimer -Vlasov formulasidan foydalanadi
, (15,18)
Qayerda l G - tuproqning issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsiyenti; H - quvur liniyasining yerdagi chuqurligi (eksaga). 2 N / D n > 2 da (1% gacha xatolik bilan )
. (15.19)
Kichik chuqurliklar uchun ( H / D n <3-4) Arons-Kutateladze formulasidan foydalaning.
, ( 15. 20)
qayerda ; Np - quvur liniyasini yotqizishning qisqartirilgan chuqurligi, bu H ni yotqizishning geometrik chuqurligi va H e ekvivalent chuqurligining yig'indisi bo'lib , ifoda bilan aniqlanadi.
. (15.21)
H CH - qor qoplamining qalinligi; l CH - qorning issiqlik o'tkazuvchanlik koeffitsienti ( l CH ≈ 0,105 Vt / ( m ∙ K ) - yangi tushgan qor uchun; l CH ≈0,465 Vt / (m∙ K ) - siqilgan qor uchun); a0 - tuproq yuzasidan havoga issiqlik uzatish koeffitsienti, hisob-kitoblarda ular a0 ≈ 11,63 Vt / (m ∙ K ) ni oladi.
Turbulent oqim rejimiga ega er osti va ayniqsa issiqlik izolyatsiyalangan quvurlar uchun a1 >> a2 , shuning uchun ko'p hollarda 1/ a1 qiymati Formuladagi D ( 15.17 ) e'tibordan chetda qolishi mumkin. Namligi past tuproqlarda yotqizilgan, turbulent oqim rejimiga ega bo'lgan maxsus issiqlik izolyatsiyasi bo'lmagan quvurlar uchun biz kichik xatolik bilan qabul qilishimiz mumkin. TO ≈ a2 . Hisob-kitoblarni baholashda issiqlik uzatish koeffitsienti Qabul qilish uchun :
quruq qum uchun 1,163 Vt/( m∙K ),
nam loy uchun 1,454 Vt/( m∙K ),
dengiz qumi uchun 3,489 Vt/( m∙K ).
Haroratning pasayishini hisoblash, agar yuk tashish er sharoitiga qarab alohida bo'limlarga bo'lingan bo'lsa, aniqroq bajarilishi mumkin. Xuddi shu hisoblash ma'lum bir o'rtacha qiymat bo'yicha amalga oshirilishi mumkin l Tsr . Haroratning pasayishi yoki ma'lum bir boshlang'ich isitish haroratida bosh qismidan boshlab yoki ma'lum yakuniy haroratda bo'limning oxiridan boshlab hisoblanadi.
|
| |