Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Топ:
Методика измерений сопротивления растеканию тока анодного заземления: Анодный заземлитель (анод) – проводник, погруженный в электролитическую среду (грунт, раствор электролита) и подключенный к положительному...
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного...
Эволюция кровеносной системы позвоночных животных: Биологическая эволюция – необратимый процесс исторического развития живой природы...
Интересное:
Берегоукрепление оползневых склонов: На прибрежных склонах основной причиной развития оползневых процессов является подмыв водами рек естественных склонов...
Лечение прогрессирующих форм рака: Одним из наиболее важных достижений экспериментальной химиотерапии опухолей, начатой в 60-х и реализованной в 70-х годах, является...
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Дисциплины:
2017-09-10 | 670 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Подогретая нефть, двигаясь по трубопроводу, отдает тепло в окружающую среду и постепенно остывает. Выделим на расстоянии х от начала трубопровода участок длиной dx и составим для него уравнение теплового баланса (рис. 2.13).
Рис. 2.13. Схема к выводу закона изменения температуры нефти
по длине трубопровода
При движении нефти через рассматриваемый участок она охладится на dT и потеряет в единицу времени количество тепла (изменение теплосодержания)
,
где M - массовый расход;
ср - теплоемкость нефти.
Знак “минус” учитывает, что температура нефти по мере удаления от пункта подогрева уменьшается (dT < 0).
Изменение температуры нефти в трубопроводе происходит по следующим причинам:
- отдача тепла в окружающую среду
;
- нагрев нефти вследствие выделения тепла трения
;
- нагрев нефти вследствие выделения из нее кристаллов парафина
,
где К - полный коэффициент теплопередачи от нефти в окружающую среду;
D - внутренний диаметр отложений в трубопроводе;
Т - температура нефти в сечении x;
То - температура окружающей среды;
i - средний гидравлический уклон;
e - массовая доля парафина в нефти;
c - теплота кристаллизации парафина;
Тнп, Ткп - температуры соответственно начала и конца выпадения парафина.
Соответственно уравнение теплового баланса для нефти, находящейся в участке трубы длиной dx, примет вид
. (2.12)
Разделяя переменные, получим
. (2.13)
Интегрируя левую часть уравнения (2.13) от 0 до x, а правую от Тн до Т(х), после ряда преобразований получим
, (2.14)
где g, а - расчетные коэффициенты
; .
Из формулы (2.14) как частный случай (g = 0, e = 0) получается формула Шухова.
Характер изменения температуры нефти в трубопроводе при различных сочетаниях g и e приведен на рис. 2.14.
|
Из рис. 2.14 видно, что вследствие выделения тепла трения температура нефти несколько превышает температуру окружающей среды. Чем больше в нефти парафина, тем медленнее она остывает.
Полный коэффициент теплопередачи, входящий в формулу (2.14), определяется из уравнения
, (2.15)
где li, Di, Di+1 - коэффициент теплопроводности, внутренний и на- ружный диаметры i - того слоя (отложений, трубы, изоляции);
a1 - внутренний коэффициент теплоотдачи, характеризующий
теплоперенос от нефти к внутренней поверхности отложений;
a2 - внешний коэффициент теплоотдачи, характеризующий
теплоперенос от внешней поверхности изоляции в окружающую
среду;
Dиз - наружный диаметр изоляции.
Внутренний коэффициент теплоотдачи определяется по формуле
,
где lн - коэффициент теплопроводности нефти.
Величина числа Нуссельта определяется по экспериментальным формулам в зависимости от режима перекачки, например, по Михееву:
- при ламинарном режиме (Re £ 2000)
,
- при турбулентном режиме (Re ³ 10000)
Re, Pr< Gr - числа Рейнольдса, Прандтля и Грасгофа
; ; ;
bt - коэффициент температурного расширения;
Тw - средняя температура стенки трубопровода.
В переходной области 2000 < Re < 10000 величина коэффициента a1 определяется интерполяцией.
Внешний коэффициент теплоотдачи определяется по формуле Аронса - Кутателадзе
, (2.16)
где Hп - приведенная глубина заложения трубопровода,
;
Н - фактическая глубина заложения;
Нсн - высота снежного покрова;
lгр, lсн - коэффициент теплопроводности соответственно грунта
и снега;
Nu - число Нуссельта при теплоотдаче в воздух, ;
ao - коэффициент теплоотдачи от поверхности грунта в воздух,
ao» 11,63 Вт/(м×град).
При H/Dиз > 2 вторым слагаемым под знаком логарифма можно пренебречь. Данное равенство выполняется в случае, когда Dиз ³ 600 мм.
Для трубопроводов без специальной тепловой изоляции прокладываемых в грунтах малой влажности, при турбулентном режиме течения с малой погрешностью можно принять К» a2.
|
Из вышеприведенных формул видно, что при проектировании “горячих” трубопроводов дополнительно надо располагать данными о коэффициенте теплопроводности грунта, а также о теплоемкости и коэффициенте теплопроводности нефти.
|
|
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...
Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!