Hesablanmasi

Neft kəmərlərinin hidravliki hesablanması

Magistral neft və ya neft məhsulları kəmərinin hidravliki hesablanmasının aparılmasında əsas məqsəd boru kəmərinin uzunluğu boyu cəm basqı (təzyiq) itkilərinin, nasos stansiyalarının sayının tapılmasından və stansiyaların kəmərin trası boyu yerləşdirilməsindən ibarətdir.

Neft kəmərinin hidravliki hesablanması üçün əsas verilən kütlə sərfi G 

və ya həcm sərfi Q hesab edilir. Burada

G    Q

(   neftin sıxlığıdır).

Kəmərdə neftin orta hərəkət sürəti   aşağıdakı kimi tapılır:

  ^Q 

F

4Q

 D²

_ 4G

 D² 

(4.1)

burada, D və F  uyğun olaraq borunun diametri və en kəsik sahəsidir.

Dairəvi en kəsikli boruda sürtünməyə sərf olunan basqı itkisi Darsi- Veysbax düsturu ilə təyin edilir.

h
_{ } L  ²

d 2g

(4.2)

Burada

  hidravliki müqavimət əmsalı;

g  sərbəstdüşmə təcilidir.

Kəmərdə axının hərəkəi rejimi Reynolds ədədi ilə xarakterizə olunur və aşağıdakı kimi tapılır:

Re  ^{  D} 



4Q

D

_ 4G

D

, (4.3)

burada,  və   uyğun olaraq neftin kinematik və dinamik özlülüyüdür.

Laminar axın rejimi üçün, yəni

Re 2300

qiymətlərdə hidravliki

müqavimət əmsalı Stoks düsturu ilə hesablanır:

_{ } 64

Re
(4.4)

Turbulent axın rejimi,

Re  2300

qiymətlərinə uyğundur və üç zonaya

ayrılır. Bunlar aşağıdakılardır:

1. 
   Hidravliki hamar sürtünmə zonası. Bu zona üçün hidravliki
   

müqavimət əmsalı ancaq

Re dan asılı olaraq dəyişilir  

f Re.

2. 
   Qarışıq sürtünmə zonası (  həm Re dən, həm də borunun daxili
   

səthinin nisbi kələ–kötürlüyündən  asılı olur). Nəzərə alsaq ki,

  ^ke ,

D

burada k_e  ekvivalent kələ–kötürlükdür, onda qarışıq sürtünmə zonası üçün

e




^{  f} ^{Re, k }

 ^D 

yazmaq olar.

3. 
   Kvadratik sürtünmə zonası (  yalnız nisbi kələ – kötürlükdən asılıdır).
   

Yəni, funksional olaraq  

f ^{ ke } . Bu zonaların sərhəddi təcrübə yolu ilə

 

 ^D 

müəyyənləşdirilən Reynolds ədədinin aşağıdakı keçid qiymətləri hesab edilir:

Hidravliki hamar sürtünmə zonası

2300 ReRe₁

Qarışıq sürtünmə zonası (keçid zona)

Kvadratik sürtünmə zonası

Re₁  Re  Re₂

Re  Re₂

(4.5)

(4.6)

Reynolds ədədinin keçid qiymətləri olan əsasən hesablanır.

Re₁ və

Re₂

aşağıdakı ifadələrə

Re<sub>1

</sub> 10 _,



Re₂

_ 500



(4.7)

Hamar sürtünmə zonası üçün hidravliki müqavimət əmsalı Blazius düsturuna əsasən hesablanır.

  0,3164 / Re^0,25 (4.8)

Qarışıq sürtünmə zonasında istifadə etmək məsləhətdir.

  nı hesablamaq üçün Altşul düsturundan

  0,11  68 / Re^0,25

  nın hesablanması üçün İsayev düsturunu da tətbiq etmək olar.

(4.9)

1 ^ 6,8

_{  }1,11 _

^{ 1,8 lg} ^{  } 

(4.10)

_ Re _ 3,7 _{ }

Kvadratik sürtünmə zonasında təyin edilir.

  nın qiyməti Şifrinson düsturu ilə

  0,1  ^0,25

  nın təyini üçün Nikuradze düsturundan da istifadə etmək olar.

(4.11)

¹  1,74  2lg 2
(4.12)

Stoks, Blazius və Şifrinson düsturlarını aşağıdakı ümumi formada yazmaq olar:

  ^A

Re^m

(4.13)

Əgər (4.13) və

Re 

4Q

 Dv

ifadələrini Darsi–Veysbax (4.2) düsturunda

nəzərə alsaq, ümumiləşdirilmiş Leybenzon düsturunu alarıq

_{ } Q^2m  ^m  L

(4.14)

^h _D5 m

burada, m və   hərəkət rejiminini xarakteristikaları və ya rejim

göstəriciləridir və qiymətləri cədvəl 1.1.– də (1-ci fəsil) göstərilib.

_{ 4 }2 m

^{ }  _ 

_ ^A1
(4.15)

_{ } 2g

(4.13) ifadəsi

lg  

f lg Re

loqarifmik koordinatlarda düz xətt şəklində

göstərilən rejimləri yaxşı ifadə edir (şəkil 4.4). Həmin düz xətlərin

lg Re

oxuna olan mailliyinin tangensi m  ə bərabərdir.

Şəkil 4.4.

lg  

f lg(Re) asılılığının qrafiki

Şəkildən göründüyü kimi Blazius və Şifrinson zonasından fərqli olaraq qarışıq zona üçün hərəkət rejiminin göstəricisi m dəyişən qiymətə malikdir. Ancaq buna baxmayaraq çox da böyük olmayan xətt ilə ümumiləşdirilmiş Leybenzon düsturunu bu zona üçün də tətbiq etmək olar

( A  A<sub>1

 10</sub>0,127 lg k / D 0,627 _;

m  0,123).

5. Hidravliki maillik

Neft kəmərinin vahid uzunluğunda sürtünməyə düşən basqı itkisinə

hidravliki maillik deyilir. Hidravliki maillik aşağıdakı kimi hesablanır:

 ^h 

 _  ²

 _{ Q}2 m _ m

(4.16)

i

L D 2g

_D5 m

Hidravliki mailliyin təyin olunması sxemi şəkil 4.5–də göstərilib. Həmin

düz xətlərin

lg Re

oxuna olan mailliyinin tangensi

m  ə bərabərdir.

Əgər kəmərin diametri sabitdirsə, yerli müqavimətlər yoxdursa, sərf uzunluq boyu dəyişmirsə, onda hidravliki mailliyin həndəsi mənası şəkildən

göründüyü kimi

H₁ və

H ₂ parçalarını birləşdirən düz xəttin maillik

bucağının tangensi deməkdir.

Şəkil 4.5. Hidravliki mailliyin təyin olunması

Hidravliki mailliyin ən çox maraq doğuran mahiyyəti həndəsi yox, onun fiziki mənasıdır.

Hidravliki maillik vahid uzunluğa düşən basqı itkisi olduğu üçün kəmər- lərin istismarı zamanı maillik xəttinin dəyişməsinə görə onların vəziyyəti

(çirklənməsi və s.) haqqında fikir söyləmək mümkündür. Belə ki, əgər istismar getdikcə maillik artırsa, bu da boru kəmərinin çirklənməsi hesabına onun müqavimətinin artması deməkdir.

Hidravliki maillik xətti boru kəmərinin uzunluğu boyu basqının (təzyiqin) paylanmasını göstərir. Əgər neft kəmərinin trasının hansısa bir hissəsində kəmərə paralel olan boru xətti-lupinq çəkilib və ya başqa diametrli boru kəməri qoşulubsa, onda bu hissələrdə olan hidravliki mailliklər, magistral üçün olan maillikdən fərqli olacaqdır. Qeyd etmək lazımdır ki, lupinqlər və böyük diametrli boru xətlərini əsas magistrala qoşmaqda məqsəd boru kəmərinin hidravliki müqavimətini azaltmaqdan ibarətdir. Şübhəsiz ki,

fəaliyyətdə olan boru kəməri üçün lupinqin qoşulması daha çox realdır. Ancaq layihələndirmə zamanı tələb olunan effektin həm lupinqin, həm də böyük diametrli boru xəttinin qoşulması hesabına əldə olunması mümkündür.

Bu zaman əlverişli variant texniki-iqtisadi göstəricilərlə müəyyən edilir. Xüsusi hesablamalar göstərir ki, metal sərfinə görə bütün hallarda lupinqə nisbətən böyük diametrli boru xətlərinin qoşulması da əlverişlidir və bu zaman qoşulan xətlərin diametri kiçildikcə, metal sərfi də azalır.

Boru kəmərinin müxtəlif hissələrində hidravliki mailliyin necə dəyişməsi şəkil 4.6-da göstərilmişdir.

Şəkil-4.6-da göstərilən işarələmələrdən istifadə etməklə əsas magistral xəttin, lupinq və qoşqunun hidravliki maillikləri arasında əlaqəni müəyyən etmək olar.

Şəkil 4.6. Boru kəmərinin müxtəlif hissələrində (lupinq və qoşqu olduqda) hidravliki mailliyin dəyişməsi

Magistral boru kəməri üçün hidravliki maillik;

i  

_Q2 m _ m


_D5 m

Lupinqli hissə üçün hidravliki maillik:

_Q ^{2 m} _ m _Q2 m _ m


D
i_l   ¹   ²

Q₁  Q₂  Q

Burada

_D5 m
olduğunu nəzərə alsaq

i_l  i  w

5 m l

w 

^  ^D

1

_5m / 2m _ ^2m

^{1    } 

_  ^D  _

Əgər
D_l  D

olarsa, onda

w  ¹ olar.

₂2 m

Bu halda laminar, hamar sürtünmə və kvadratik rejimləri üçün w uyğun olaraq 0,5; 0,297 və 0,25 təşkil edəcəkdir.

Eyni qayda ilə qoşqular üçün

i_q  i   ,

_{ }5  m


D
_{ }  

 _D 

 ^q 

Lupinqli boru kəməri üçün sürtünməyə sərf olunan basqı itkisi aşağıdakı kimi olacaqdır:

Burada

h_

x  lupinqin uzunluğudur.

 iL  x i_l  x

i_l  iw

olduğunu nəzərə alsaq,

h_
 iL  x1  w

Onda lupinqli boru kəməri üçün tam basqı itkisi

h  iL  x1  w z

Qoşqulu boru kəmərləri üçün basqı itkisi lupinqli boru kəmərində olduğu kimidir.

Boru kəmərinin xətti hissəsində yerli müqavimətlərdən (siyirtmə, kran, dönmələr və s.) yaranan basqı itkilərini təyin etmək üçün aşağıdakı (Veysbax) düstüründan istifadə edilir:

^hy.m

  ^ 2

^t 2g

(4.17)

burada,

_t  yerli müqavimət əmsalı olub, axının xarakteri və müqavimətin

növündən asılıdır. Turbulent axın rejimi üçün yerli müqavimət əmsalının qiymətləri cədvəl 4.1. – də göstərilib.

Yerli müqavimət əmsalının qiymətləri laminar axın rejimində yerli müqavimətlərin növündən başqa, həm də axın rejiminin Re ədədinin

qiymətindən də asılıdır. Laminar rejimdə yerli müqavimət əmsalı _l

kimi təyin edilir:

aşağıdakı

_l  _t 

(4.18)

Burada,   düzləndirici funksiya olub, Re ədədindən asılıdır (cədvəl 4.2).