Движение жидкости по трубопроводам.

При движении жидкости по трубопроводу со стороны стенок трубы на жидкость действуют силы трения, направленные против тока – гидравлические сопротивления. Для оценки этих сопротивлений установлены законы внутреннего трения жидкости, которые обусловлены свойством реальной жидкости вязкостью. Вязкость физическое свойство реальной жидкости.

Слои жидкости, непосредственно прилегающие к стенкам, будут иметь одинаковые с ними скорости, т. е. будут находится в состоянии покоя. Промежуточные же слои жидкости будут скользить относительно друг друга, а их скорости пропорциональны расстояниям от стенок.

 

τ

ωx

τ

 

Рассматривая движение потока жидкости, необходимо отметить существование двух видов движения: напорного и безнапорного.

Напорным называется поток жидкости, у которого по всему периметру живого сечения жидкость соприкасается с твёрдыми стенками.(движение нефти по магистральному трубопроводу)

Безнапорным называется поток со свободной поверхностью.(движение жидкости по склону, движение самотёком не заполняя всего сечения трубопровода)

Движение жидкости без перемешивания её частиц и без пульсации, которое наблюдается при малых скоростях течения – называется ламинарным.

Движение жидкости, при котором отдельные частицы перемешиваются между собой и движутся по беспорядочным траекториям, называется турбулентным. (при больших скоростях)

 

Гидравлический удар

Гидравлическим ударом обычно называют резкое повышение давления, возникающее а напорном трубопроводе при внезапном торможении потока. Точнее говоря, гидравлический удар представляет собой колебательный процесс, возникающий в упругом трубопроводе с капельной жидкостью при внезапном изменении её скорости. Этот процесс является очень быстротечным и характеризуется чередованием резких повышений и понижений давления. Изменения давления при этом тесно связано с упругими деформациями жидкости и стенок трубопровода.

Гидравлический удар чаще всего возникает при быстром закрытии или открытии крана или иного устройства управления потоком. Однако могут быть и другие причины его возникновения.

Когда уменьшение скорости в трубе происходит не до нуля, а до значения υ₁, возникает неполный гидравлический удар.

 

∆p_уд = ρ(υ_о – υ₁)c

 

При очень быстром закрытии крана (падение клин а задвижки и т.п.) или, точнее говоря, когда время закрытия

 

t_зак < t_о = 2ι/с

где t_о – фаза гидравлического удара.

При этом условии имеет место прямой гидравлический удар.

При t_зак > t_о возникает непрямой гидравлический удар, при котором ударная волна, отразившись от резервуара, возвращается к крану раньше, чем он будет полностью закрыт. Очевидно, что повышение давления ∆ p'_уд при этом будет меньше, чем ∆p_уд при прямом ударе.

В тупиковом трубопроводе ударное давление может увеличится в 2 раза (под ударным давлением здесь понимается резкое повышения давления в трубопроводе, обусловленное внезапным подключением его к источнику высокого давления).

Для снижения интенсивности гидравлического удара увеличивают продолжительность закрытия или открытия трубопроводной арматуры; уменьшают скорость потока, увеличивая диаметр трубопровода; предусматривают у насоса байпасный трубопровод с клапаном, что позволяет жидкости перетечь из области высокого давления в область низкого давления; увеличивают продолжительность останова насоса при его аварийном отключении установкой махового колеса; применяют гасители гидравлического удара с демпфирующим элементом (эластичными прокладками, муфтами, сильфонами), обратные и предохранительные клапаны, уравнительные резервуары и пр.

 

 

ХI. Технология транспортирования жидких нефтепродуктов.[13;14]

Транспортировка нефти и нефтепродуктов проводится по трубопроводам, железнодорожным (цистерны, бункеры) транспортом и, в незначительной степени, водным (танкеры, баржи) и автомобильным (автоцистерны) транспортом.