Magazynowanie i transport ropy
Temat: Zaprojektować odcinek rurociągu dalekiego zasięgu
spełniającego postawione wymagania.
Adrian BanaÅ›
WWNiG, GiG III rok
Gr.1
niestacjonarne
Projekt zawiera:
1. Wytyczne trasy rurociągu dalekiego zasięgu wraz z opisem.
2. Określenie minimalnej średnicy wewnętrznej rurociągu przy zadanej przepustowości.
3. Dobór gatunku stali rur przewodowych.
4. Określenie naprężenia w rurze rurociągu spowodowane ciśnienie wewnętrznym
tłoczonego medium.
5. Określenie minimalnej grubości ścianki rurociągu metodą stanów granicznych.
6. Obliczenie spadku ciśnienia w rurociągu (przepływ izotermiczny).
7. Określenie naprężenia w rurze rurociągu wywołane ciśnieniem zewnętrznym,
wyznaczenie maks. dopuszczalnej głębokości posadowienia rurociągu.
Założenia projektu:
Do rozważań wytrzymałościowych i hydraulicznych założymy, że projektowany odcinek jest:
- prostoliniowy;
- poziomy (początek i koniec znajdują się na tej samej wysokości);
- jednakowej średnicy i grubości;
- zamontowana armatura, zmiany kierunku itp. powodujÄ… zaniedbywalne opory ruchu;
- ulokowany w gruncie o jednakowych właściwościach (także współczynniki przewodzenia
ciepła);
- ulokowany w gruncie o jednakowej temperaturze wzdłuż całej trasy.
Dane projektowe:
Numer projektowy: n=2
GÄ™stość wÅ‚aÅ›ciwa ropy naftowej w temp. 30oC: 5Øß5Ø_Ü = 820 [5ØXÜ5ØTÜ/5ØZÜ3]
2
Współczynnik lepkoÅ›ci kinematycznej w temp. 30oC: 5ØcÜ5Ø_Ü = 5,1 " 10-5 [5ØZÜ ]
5Ø`Ü
Długość rurociągu: L=20 km
5ØaÜ
Wydatek masowy przetÅ‚aczanej ropy naftowej: 5Ø@Ü = 2000 [5ØQÜ5Ø\Ü5ØOÜ5ØNÜ] = 23,15 [5ØXÜ5ØTÜ]
5Ø`Ü
Maksymalna prędkość przepływu ropy przez rurociąg: v=0,9 [m/s]
Ciśnienie wewnątrz rurociągu (ciśnienie tłoczenia ropy): P=3,3 [MPa]
Współczynnik warunków pracy rurociągu: m=0,8
Współczynnik parametrów wytrzymaÅ‚oÅ›ciowych rurociÄ…gu: 5ØþÞ5ØZÜ = 1,13
Współczynnik konsekwencji zniszczenia rurociÄ…gu: 5ØþÞ5Ø[Ü = 1,03
Współczynnik obciążenia ciÅ›nieniem wewnÄ™trznym: 5ØþÞ5ØSÜ = 1,01
Współczynnik wytrzymałości spoiny w stosunku do obliczeniowej wytrzymałości
materiaÅ‚owej: 5ØüÞ5Ø`Ü5Ø]Ü = 0,9
Współczynnik korekcyjny: ·=0,95
Współczynnik uwzględniający różnicę pomiędzy granicą odkształceń R i granicą rozerwania
e
R zależny od kategorii rurociągu: k=0,8
m
Współczynnik pulsacji: 5ØþÞ5Ø]Ü = 1,0
1.Wytyczne trasy rurociągu dalekiego zasięgu wraz z opisem.
Projektowany rurociąg ma przebiegać od miejscowości Busko- Zdrój do miejscowości Żółcza.
Aączna długość rurociągu to 20km. Trasa rurociągu składa się z prostoliniowych odcinków, bez
charakterystycznych przegięć. Długość pierwszego odcinka rurociągu to 5,90km, jest to
odległość od Buska- Zdroju do miejscowości o nazwie Skotniki Małe. Kolejny odcinek ma
długość 8,18km, jego koniec znajduje się na południe od miejscowości Żuków, ostatni odcinek
rurociągu ma długość 5,92km.Na trasie rurociągu nie napotykamy jakiś szczególnych
przeszkód, brak na niej lasów, gór. Jedyną przeszkodą jaką musimy pokonać to trzy niewielkie
cieki wodne, o bardzo małej szerokości oraz kilka dróg lokalnych. Trasa rurociągu została
wytyczona tak aby na drodze rurociągu nie napotkać chroniony obiektów przyrody, ponieważ
czego niestety nie widać na rysunku zamieszczonym poniżej na północ od miejscowości
Owczary znajduje się Rezerwat Owczary oraz południowy-wschód od miejscowości Skotniki
Małe, mamy Rezerwat Kapturowa Góra. Wzdłuż całej trasy rurociągu występują pola uprawne,
co wiąże się z tym że przed przystąpieniem do realizacji projektu niezbędne będzie uzyskanie
zgód o właścicieli tych terenów na wykonywanie prac na ich posiadłościach
2. Określenie minimalnej średnicy wewnętrznej rurociągu.
5ØZÜ 5ØaÜ
5Ø@Ü = = 2000 [ ]
5ØaÜ 5ØQÜ5Ø\Ü5ØOÜ5ØNÜ
5Ø@Ü 23,15 5ØZÜ3
5ØDÜ = = = 0,028 [ ]
5Øß 820 5Ø`Ü
Określenie minimalnej średnicy wewnętrznej rurociągu na podstawie minimalnego
wymaganego wydatku tłoczenia ropy naftowej oraz maksymalnej prędkości przepływu. Po
przekształceniu wzoru na wydatek objętościowy przetłaczanej ropy otrzymamy wyrażenie na
minimalną średnicę wewnętrzną rurociągu
2
5Øß " 5ØQÜ5ØdÜ
5ØDÜ = 5ØcÜ " 5Ø4Ü = 5ØcÜ " =
4
4 " 5ØDÜ 4 " 0,028
"
"
5ØQÜ5ØdÜ5ØZÜ5ØVÜ5Ø[Ü = = = 0,199 [5ØZÜ]
5Øß " 5ØcÜ 3,14 " 0,9
Gdzie:
M masowy wydatek przepływu medium (ropy naftowej);
m masa przepływającego medium (ropy naftowej);
t czas przepływu masy m tłoczonego medium (ropy naftowej);
5Øß gÄ™stość wÅ‚aÅ›ciwa tÅ‚oczonego medium (ropy naftowej);
Q wydatek objętościowy przepływu medium (ropy naftowej);
A pole wewnętrznego przekroju poprzecznego rurociągu;
v maksymalna prędkość przepływu medium przez rurociąg;
d średnica wewnętrzna rurociągu;
w
5ØQÜ5ØdÜ5ØZÜ5ØVÜ5Ø[Ü poszukiwana minimalna Å›rednica wewnÄ™trzna rurociÄ…gu.
3. Dobór gatunku stali i rur przewodowych.
Do wykonania rurociągu zostały wybrane rury do mediów o parametrach:
Gatunek Górna Wytrzymałość Średnica Grubość Średnica
stali granica na wewnętrzna ścianki zewnętrzna
plastyczności rozciąganie
R [MPa] R [MPa] d [m] g [m] d [m]
e m w s z
L290NB 290 415 0,35 0,0125 0,375
4. Określenie naprężenia w rurze rurociągu spowodowane ciśnienie
wewnętrznym tłoczonego medium.
Obliczenie parametrów 5ØÅ¼Þ 5ØVÜ 5ØżÞ5Ø_Ü:
5Ø_Ü5ØgÜ
5ØÅ¼Þ =
5Ø_Ü5ØdÜ
Gdzie:
r promień zewnętrzny rurociągu [m];
z
r promień wewnętrzny rurociągu [m].
w
0,1875
5ØÅ¼Þ = = 1,07
0,175
5Ø_Ü5ØgÜ
5ØżÞ5Ø_Ü =
5Ø_Ü
Gdzie:
r promień zewnętrzny rurociągu [m];
z
0,282
r odlegÅ‚ość pkt. od osi rury r=5ØQÜ5ØdÜ.5ØZÜ5ØVÜ5Ø[Ü = = 0,141[5ØZÜ]
2 2
0,1875
5ØżÞ5Ø_Ü = = 1,33
0,141
Obliczenie naprężeń osiowych:
1
5Øß5Ø`Ü = 5ØCÜ " [5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ]
5ØżÞ2 - 1
Gdzie:
P nominalne ciśnienie wewnątrz rurociągu [MPa].
1
5Øß5Ø`Ü = 6,7 " = 46,238[5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ]
1,072 - 1
Obliczenie naprężeń promieniowych w rurociągu na ściance wewnętrznej rury:
[ ]
5Øß5Ø_Ü.5ØdÜ = -5ØCÜ 5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ
Gdzie:
P nominalne ciśnienie wewnątrz rurociągu
[ ]
5Øß5Ø_Ü.5ØdÜ = -6,7 5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ
Obliczenie naprężeń promieniowych w rurociągu na ściance zewnętrznej rury:
5Øß5Ø_Ü.5ØgÜ = 0
Obliczenie naprężeń obwodowych w rurociągu na ściance wewnętrznej rury:
5ØQÜ5ØdÜ2
5Øß5Ø\Ü.5ØdÜ = 5ØCÜ + 5ØCÜ " [5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ]
( )
2 " 5ØTÜ5Ø`Ü " 5ØQÜ5ØdÜ + 5ØTÜ5Ø`Ü
Gdzie:
P nominalne ciśnienie wewnątrz rurociągu [MPa];
d wewnętrzna średnica rur [m];
w
g grubość ścianki [m].
s
0,3502
5Øß5Ø\Ü.5ØdÜ = 6,7 + 6,7 " = 97,266[5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ]
( )
2 " 0,0125 " 0,350 + 0,0125
Obliczenie naprężen obwodowych w rurociągu na ściance zewnętrznej rury:
5ØQÜ5ØdÜ2
5Øß5Ø\Ü.5ØgÜ = 5ØCÜ " [5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ]
( )
2 " 5ØTÜ5Ø`Ü " 5ØQÜ5ØdÜ + 5ØTÜ5Ø`Ü
0,3502
5Øß5Ø\Ü.5ØdÜ = 6,7 " = 90,566[5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ]
( )
2 " 0,0125 " 0,350 + 0,0125
Obliczenie naprężeń osiowych w rurociągu:
5ØQÜ5ØdÜ2
5Øß5Ø`Ü = 5ØCÜ " [5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ]
( )
4 " 5ØTÜ5Ø`Ü " 5ØQÜ5ØdÜ + 5ØTÜ5Ø`Ü
0,3502
5Øß5Ø`Ü = 6,7 " = 45,283[5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ]
( )
4 " 0,0125 " 0,350 + 0,0125
Obliczenie naprężeń zredukowanych w rurociągu na ściance zewnętrznej rury:
5ØQÜ5ØdÜ2
5Øß5ØgÜ5Ø_Ü,5ØgÜ = "3 " 5ØCÜ " [5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ]
( )
4 " 5ØTÜ5Ø`Ü " 5ØQÜ5ØdÜ + 5ØTÜ5Ø`Ü
0,3502
5Øß5ØgÜ5Ø_Ü,5ØgÜ = "3 " 6,7 " = 78,432[5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ]
( )
4 " 0,0125 " 0,350 + 0,0125
Po przeanalizowaniu obliczeń powyżej widzimy że naprężenie spowodowane przepływającą
ropą są mniejsze od parametrów wytrzymałościowych dobranej rury. Na tej podstawie
można stwierdzić że do projektu została dobrana rura o odpowiednich parametrach.
5. Określenie minimalnej grubości ścianki rurociągu metodą stanów
granicznych.
Obliczenie zmodyfikowanej wytrzymałości na rozciąganie.
5ØEÜ5ØZÜ " 5ØZÜ
5ØSÜ5ØQÜ =
5ØþÞ5ØZÜ " 5ØþÞ5Ø[Ü
Gdzie:
R minimalna wytrzymałość stali lub połączeń spawanych na rozciąganie,
m
M współczynnik warunków pracy rurociągu zwykle m = 0,6-0,9,
5ØþÞ5ØZÜ współczynnik parametrów wytrzymaÅ‚oÅ›ciowych rurociÄ…gu zwykle dla rurociÄ…gów
naziemnych 5ØþÞ5ØZÜ= 1,1-1,2, dla rurociÄ…gów podziemnych 5ØþÞ5ØZÜ = 1,34-1,55,
5ØþÞ5Ø[Ü współczynnik konsekwencji zniszczenia rurociÄ…gu zwykle 5ØþÞ5Ø[Ü = 1-1,1
415 " 0,8
5ØSÜ5ØQÜ = = 285,248[5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ]
1,13 " 1,03
Obliczenie minimalnej grubości ścianki metodą stanów granicznych:
I stan graniczny
- Jednoosiowy stan naprężeń
5ØþÞ5ØSÜ " 5Ø]Ü " 5ØQÜ5ØgÜ
5ØTÜ5Ø`Ü =
2 " (5ØSÜ5ØQÜ " 5ØüÞ5Ø`Ü5Ø]Ü " 5ØþÞ5Ø]Ü + 5ØþÞ5ØSÜ " 5Ø]Ü)
gdzie
5ØþÞ5ØSÜ współczynnik obciążenia ciÅ›nieniem wewnÄ™trznym zwykle przyjmuje siÄ™ 5ØþÞ5ØSÜ = 1-1,15,
p nominalnie ciśnienie wewnątrz rurociągu [-],
d zewnętrzna średnica rury [m],
z
f zmodyfikowana wytrzymałość na rozciąganie [MPa],
d
5ØüÞ5Ø`Ü5Ø]Ü współczynnik wytrzymaÅ‚oÅ›ci spoiny w stosunku do obliczeniowej wytrzymaÅ‚oÅ›ci
materiałowej,
5ØþÞ5Ø]Ü współczynnik pulsacji,
5ØþÞ5ØSÜ współczynnik obciążenia ciÅ›nieniem wewnÄ™trznym.
1,01 " 6.7 " 0,375
[ ]
5ØTÜ5Ø`Ü1 = = 4,82 " 10-3 5ØZÜ
( )
2 " 285,248 " 0,9 " 1,0 + 1,01 " 6,7
-Dwuosiowy stan naprężeń:
3 5Øß5Ø`Ü 1 5Øß5Ø`Ü
yð1 = "1 - " ( )2 - "
4 5ØSÜ5ØQÜ 2 5ØSÜ5ØQÜ
3 46,238 1 46,238
"
yð1 = 1 - " ( )2 - " = 0,909
4 285,248 2 285,248
Gdzie:
yð1 - parametr uwzglÄ™dniajÄ…cy dwuosiowy stan naprężeÅ„,
5Øß5Ø`Ü - naprężenie osiowe w rurociÄ…gu [MPa],
5ØSÜ5ØQÜ zmodyfikowana wytrzymaÅ‚ość na rozciÄ…ganie [MPa].
5ØþÞ5ØSÜ " 5Ø]Ü " 5ØQÜ5ØgÜ
5ØTÜ5Ø`Ü2 = [5ØZÜ]
2 " (yð1 " 5ØSÜ5ØQÜ " 5ØüÞ5Ø`Ü5Ø]Ü " 5ØþÞ5Ø]Ü + 5ØþÞ5ØSÜ " 5Ø]Ü)
1,01 " 6.7 " 0,375
5ØTÜ5Ø`Ü2 = = 5,436 " 10-3[5ØZÜ]
2 " (0,909 " 285,248 " 0,9 " 1,0 + 1,01 " 6,7)
5ØZÜ5ØZÜ
Liniowa prÄ™dkość korozji: 0,05 ÷ 1
5Ø_Ü5Ø\Ü5ØXÜ
Po 50 latach eksploatacji rurociÄ…gu 5mm korozji.
5ØTÜ5Ø`Ü = 5,436 " 10-3 + 5 " 10-3 = 10,436 " 10-3[5ØZÜ] wartość ta jest mniejsza od wybranego,
więc dobrze dobrano grubość ścianki rurociągu.
Ponadto przy doborze grubości ścianki należy spełnić dodatkowe warunki techniczne:
1
5ØTÜ5Ø`Ü e" {140 " 5ØQÜ5ØgÜ
45ØZÜ5ØZÜ
1
5ØTÜ5Ø`Ü e" {140 " 0,375 = 2,6[5ØZÜ5ØZÜ]
45ØZÜ5ØZÜ
- Jednoosiowy układ naprężeń
Warunek: 5Øß5Ø\Ü d" 5ØSÜ5ØQÜ
( - 2 " 5ØTÜ5Ø`Ü
5ØQÜ5ØgÜ )
5Øß5Ø\Ü = 5ØþÞ5ØSÜ " 5Ø]Ü " [5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ]
2 " 5ØTÜ5Ø`Ü
( - 2 " 0,0125
0,375 )
5Øß5Ø\Ü = 1,01 " 6,7 " = 94,738[5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ]
2 " 0,0125
Sprawdzenie warunku:
[ ] [ ]
94,738 5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ d" 285,248 5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ - 5ØdÜ5ØNÜ5Ø_Ü5ØbÜ5Ø[Ü5ØRÜ5ØXÜ 5ØgÜ5Ø\Ü5Ø`Ü5ØaÜ5ØNÜÅ‚ 5Ø`Ü5Ø]Ü5ØRÜÅ‚5Ø[Ü5ØVÜ5Ø\Ü5Ø[Ü5ØfÜ
- Dwuosiowy układ naprężeń
Warunek: 5Øß5Ø\Ü d" yð1 " 5ØSÜ5ØQÜ
( - 2 " 0,0125
0,375 )
5Øß5Ø`Ü = 1,01 " 6,7 " = 47,369[5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ]
4 " 0,0125
Sprawdzenie warunku:
yð1 " 5ØSÜ5ØQÜ = 0,909 " 285,248 = 234,747[5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ]
[ ] [ ]
47,369 5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ d" 234,747 5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ - 5ØdÜ5ØNÜ5Ø_Ü5ØbÜ5Ø[Ü5ØRÜ5ØXÜ 5ØgÜ5Ø\Ü5Ø`Ü5ØaÜ5ØNÜÅ‚ 5Ø`Ü5Ø]Ü5ØRÜÅ‚5Ø[Ü5ØVÜ5Ø\Ü5Ø[Ü5ØfÜ
Warunek:
5ØEÜ5ØRÜ
e" 0,75
5ØEÜ5ØZÜ
Sprawdzenie warunku:
290
= 0,698 - 5ØdÜ5ØNÜ5Ø_Ü5ØbÜ5Ø[Ü5ØRÜ5ØXÜ 5Ø[Ü5ØVÜ5ØRÜ 5ØgÜ5Ø\Ü5Ø`Ü5ØaÜ5ØNÜÅ‚ 5Ø`Ü5Ø]Ü5ØRÜÅ‚5Ø[Ü5ØVÜ5Ø\Ü5Ø[Ü5ØfÜ, 5Ø[Ü5ØNÜ5ØYÜ5ØRÜż5ØfÜ 5Ø`Ü5Ø]Ü5Ø_Ü5ØNÜ5ØdÜ5ØQÜ5ØgÜ5ØVÜć 5Ø<Ü5Ø<Ü 5Ø`Ü5ØaÜ5ØNÜ5Ø[Ü 5ØTÜ5Ø_Ü5ØNÜ5Ø[Ü5ØVÜ5ØPÜ5ØgÜ5Ø[Ü5ØfÜ
415
II stan graniczny
- Jednoosiowy stan naprężeń
5ØþÞ5ØSÜ " 5ØCÜ " 5ØQÜ5ØgÜ
5ØTÜ5Ø`Ü1 = [5ØZÜ]
º
2 " (· " 5ØSÜ5ØQÜ " 5ØüÞ5Ø`Ü5Ø]Ü " 5ØþÞ5Ø]Ü + 5ØþÞ5ØSÜ " 5ØCÜ)
1,01 " 6,7 " 0,375
5ØTÜ5Ø`Ü1 = = 5,69 " 10-3[5ØZÜ]
0,8
2 " (0,95 " 285,248 " 0,9 " 1,0 + 1,01 " 6,7)
5ØþÞ5ØSÜ - współczynnik obciążenia ciÅ›nieniem wewnÄ™trznym,
P nominalne ciśnienie wewnątrz rurociągu [MPa],
º - współczynnik uwzglÄ™dniajÄ…cy różnicÄ™ pomiÄ™dzy granicÄ… odksztaÅ‚ceÅ„ R i granicÄ… rozerwania R ,
e m
· - współczynnik korekcyjny,
d zewnętrzna średnica rury,
z
f - zmodyfikowana wytrzymałość na rozciąganie [MPa],
d
5ØüÞ5Ø`Ü5Ø]Ü - współczynnik wytrzymaÅ‚oÅ›ci spoiny w stosunku do obliczeniowej wytrzymaÅ‚oÅ›ci
materiałowej,
5ØþÞ5Ø]Ü - współczynnik pulsacji,
5ØþÞ5ØSÜ współczynnik obciążenia ciÅ›nieniem wewnÄ™trznym.
- Dwuosiowy stan naprężeń
3 5Øß5Ø`Ü 1 5Øß5Ø`Ü
yð2 = - " (º )2 - "
"1
4
" 5ØSÜ5ØQÜ 2 º " 5ØSÜ5ØQÜ
· ·
3 46,238 1 46,238
yð2 = - " ( )2 - " = 0,889
"1
0,8 0,8
4 2
" 285,248 " 285,248
0,95 0,95
5ØþÞ5ØSÜ " 5ØCÜ " 5ØQÜ5ØgÜ 1,01 " 6,7 " 0,375
5ØTÜ5Ø`Ü2 = =
º
0,8
2 " (yð2 " " 5ØSÜ5ØQÜ " 5ØüÞ5Ø`Ü5Ø]Ü " 5ØþÞ5Ø]Ü + 5ØþÞ5ØSÜ " 5ØCÜ)
2 " (0,889 " " 285,248 " 0,9 " 1,0 + 1,01 " 6,7
·
0,95
= 6,38 " 10-3[5ØZÜ]
Po uwzglÄ™dnieniu poprawki na korozjÄ™: 5ØTÜ5Ø`Ü = 6,38 " 10-3 + 5 " 10-3 = 11,38 " 10-3
- Jednoosiowy układ naprężeń
º
Warunek: 5Øß5Ø\Ü d" " 5ØSÜ5ØQÜ
·
( - 2 " 5ØTÜ5Ø`Ü
5ØQÜ5ØgÜ )
5Øß5Ø\Ü = 5ØþÞ5ØSÜ " 5Ø]Ü " [5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ]
2 " 5ØTÜ5Ø`Ü
( - 2 " 0,0125
0,375 )
5Øß5Ø\Ü = 1,01 " 6,7 " = 94,738[5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ]
2 " 0,0125
Sprawdzenie warunku:
º 0,8
" 5ØSÜ5ØQÜ = " 258,248 = 217,472[5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ]
· 0,95
[ ] [ ]
94,738 5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ d" 217,472 5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ - 5ØdÜ5ØNÜ5Ø_Ü5ØbÜ5Ø[Ü5ØRÜ5ØXÜ 5ØgÜ5Ø\Ü5Ø`Ü5ØaÜ5ØNÜÅ‚ 5Ø`Ü5Ø]Ü5ØRÜÅ‚5Ø[Ü5ØVÜ5Ø\Ü5Ø[Ü5ØfÜ
- Dwuosiowy układ naprężeń
º
Warunek: 5Øß5Ø\Ü d" yð2 " " 5ØSÜ5ØQÜ
·
( - 2 " 5ØTÜ5Ø`Ü
5ØQÜ5ØgÜ )
5Øß5Ø\Ü = 5ØþÞ5ØSÜ " 5Ø]Ü " [5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ]
4 " 5ØTÜ5Ø`Ü
( - 2 " 0,0125
0,375 )
5Øß5Ø\Ü = 1,01 " 6,7 " = 47,369[5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ]
4 " 0,0125
Sprawdzenie warunku:
º 0,8
yð2 " " 5ØSÜ5ØQÜ = 0,889 " " 258,248 = 193,333[5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ]
· 0,95
[ ] [ ]
47,369 5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ d" 193,333 5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ - 5ØdÜ5ØNÜ5Ø_Ü5ØbÜ5Ø[Ü5ØRÜ5ØXÜ 5ØgÜ5Ø\Ü5Ø`Ü5ØaÜ5ØNÜÅ‚ 5Ø`Ü5Ø]Ü5ØRÜÅ‚5Ø[Ü5ØVÜ5Ø\Ü5Ø[Ü5ØfÜ
6. Obliczenie spadku ciśnienia w rurociągu.
Obliczenie średniej liniowej prędkości przepływu ropy:
5ØDÜ 4 " 5ØDÜ
5ØbÜ = =
5Ø4Ü
5Øß " 5ØQÜ5ØdÜ2
4 " 0,028 5ØZÜ
5ØbÜ = = 0,291[ ]
3,14 " 0,352 5Ø`Ü
Obliczenie Liczby Reynoldsa:
5ØbÜ " 5ØQÜ5ØdÜ
5ØEÜ5ØRÜ =
5ØcÜ
0,291 " 0,35
5ØEÜ5ØRÜ = = 1997,058
5,1 " 10-5
Re = 1997,058 -> przepływ laminarny
Obliczenie współczynnika oporu przepływu:
64
= = 0,032
5ØEÜ5ØRÜ
Obliczenie spadku ciśnienia w rurociągu:
5ØbÜ2 " 5Ø?Ü " 5Øß5Ø_Ü
"5Ø]Ü = 5Ø]Ü1 - 5Ø]Ü2 = "
2 " 5ØQÜ5ØdÜ
0,2912 " 20000 " 820
"5Ø]Ü = 0,032 " = 0,06349 [5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ]
2 " 0,35
L długość odcinka rurociągu
Obliczony spadek ciśnienia jest mniejszy od ciśnienia tłoczenia ropy, dzięki czemu nie będzie
problemów z przetłoczeniem ropy
7.Określenie naprężenia w rurze rurociągu wywołane ciśnieniem
zewnętrznym, wyznaczenie maks. dopuszczalnej głębokości
posadowienia rurociÄ…gu.
Obliczenie ciśnienia krytycznego, które powoduje spłaszczenie przekroju rurociągu:
2 " 5Ø8Ü 5ØTÜ5Ø`Ü
5ØCÜ5ØXÜ5Ø_Ü5ØfÜ5ØaÜ = " ( )3[5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ]
1 - 5ØcÜ2 5ØQÜ5Ø`Ü5Ø_Ü
Gdzie:
E moduł Younga dla materiału rury [MPa],
5ØcÜ współczynnik Poissona dla stali,
5ØTÜ5Ø`Ü grubość Å›cianki [m],
5ØQÜ5Ø`Ü5Ø_Ü Å›rednia Å›rednica rury [m].
5ØQÜ5ØdÜ + 5ØQÜ5ØgÜ 0,35 + 0,375
[ ]
5ØQÜ5Ø`Ü5Ø_Ü = = = 0,363 5ØZÜ
2 2
3
2 " 2,1 " 105 0,0125
5ØCÜ5ØXÜ5Ø_Ü5ØfÜ5ØaÜ = " ( ) = 18,845[5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ]
1 - 0,32 0,363
Obliczenie dopuszczalnego ciśnienia zewnętrznego:
Pkryt
Pz d"
5
Pkryt ciśnienie krytyczne powodujące spłaszczenie rurociągu.
18,845
Pz d"
5
Pz d" 3,769[5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ]
Obliczenie naprężeń pionowych w gruncie:
5Øß5ØgÜ = 5Øß5Ø`Ü5Ø_Ü " 5ØTÜ " !5Ø`Ü5Ø_Ü[5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ]
5Øß5ØgÜ = 2000 " 9,80665 " 0,5 = 0,0098[5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ]
Gdzie
5Øß5Ø`Ü5Ø_Ü Å›rednia gÄ™stość wÅ‚aÅ›ciwa nadkÅ‚adu [kg/m3],
5ØTÜ przyspieszenie ziemskie [m/s2],
!5Ø`Ü5Ø_Ü Å›rednia wysokość nadkÅ‚adu [m].
Obliczenie naprężeń poziomych w gruncie:
5Øß5ØeÜ = 5Øß5ØfÜ = 5ØXÜ " 5Øß5ØgÜ
Gdzie:
k współczynnik bocznego nacisku,
5Øß5ØgÜ naprężenie pionowe w gruncie [MPa].
5ØcÜ 0,3
5ØXÜ = = = 0,429
1 - 5ØcÜ 1 - 0,3
[ ]
5Øß5ØeÜ = 5Øß5ØfÜ = 0,429 " 0,0098 = 0,0042 5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ
Lp. d g d h 5ØÔÞ5Ø3Ü 5ØÔÞ5Ø1Ü, 5ØÔÞ5Ø2Ü P P /5 5ØÔÞ5Ø3ÜOK.?
w s sr sr kryt kryt
- mm mm mm m MPa MPa MPa MPa tak/nie
1 350 12,5 363 0,5 0,0098 0,0042 18,845 3,769 tak
2 350 12,5 363 0,8 0,016 0,0067 18,845 3,769 tak
3 350 12,5 363 1,0 0,02 0,0084 18,845 3,769 tak
4 350 12,5 363 1,2 0,024 0,01 18,845 3,769 tak
5 350 12,5 363 1,5 0,029 0,013 18,845 3,769 tak
6 350 12,5 363 2,0 0,039 0,017 18,845 3,769 tak
7 350 12,5 363 3,0 0,059 0,025 18,845 3,769 tak
8 350 12,5 363 5,0 0,098 0,042 18,845 3,769 tak
9 350 12,5 363 8,0 0,157 0,067 18,845 3,769 tak
10 350 12,5 363 10,0 0,196 0,084 18,845 3,769 tak
11 350 12,5 363 20 0,392 0,168 18,845 3,769 tak
12 350 12,5 363 50 0,981 0,42 18,845 3,769 tak
13 350 12,5 363 100 1,961 0,841 18,845 3,769 tak
14 350 12,5 363 200 3,923 1,681 18,845 3,769 nie
15 350 12,5 363 500 9,807 4,203 18,845 3,769 nie
Obliczenie maksymalnej głębokości posadowienia rurociągu bez zmian przekroju:
5Øß5ØgÜ = 5Øß5Ø`Ü5Ø_Ü " 5ØTÜ " !5ØZÜ5ØNÜ5ØeÜ[5Ø@Ü5ØCÜ5ØNÜ]
18,845 " 106
!5ØZÜ5ØNÜ5ØeÜ = = 960,827[5ØZÜ]
2000 " 9,80665
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
MiTR Projekt 1 A B GiG III gr 1 niestacjonarneAnaliza i projektowanie strukturalne Wydanie IIITemat I projektu KBI sem IIIZarzadzanie projektami IT Wydanie III zarit3UWM Zadanie opr projektu osnowy byłej III klasy z literaturąMiTR Projekt 2 KPTemat III projektu KBI sem IIIIII grprojekt TiTB Katarzyna Augustyn gr II stp pr z III r gr 1 2analiza kationów III gr (2)Program III Kongresu Planowania i Projektowania Przestrzeni Miejskiejwięcej podobnych podstron