Zasady określania strat w rurociągach:
Podczas doboru parametrów rurociągu należy uwzględnić:
- dobór optymalnej średnicy wewnętrznej ( podstawą do tego jest kryterium ekonomiczne-koszt budowy i amortyzacji). Wartość średnicy wewnętrznej wpływa na koszt budowy oraz eksploatację (większa średnica = większy przepływ = mniejsze straty = mniejsze spadki ciśnienia, ale z drugiej strony większy koszt materiałów i wymagana większa moc stacji pomp)
- z doborem średnicy wiąże się nierozerwalnie kryterium hydrauliczne (dopuszczalne spadki ciśnienia oraz dopuszczalne prędkości)
- uwzględnia się również kryterium ekologiczne.
Wysokość strat przy przepływach oblicza się ze wzoru:
gdzie d-średnica wewnętrzna rurociągu
l - długość rurociągu
Przykładowo pogrubienie ścianki rury o średnicy d=0,762m o 1,6 mm na długości rurociągu 160km powoduje wzrost kosztów materiałowych o 1,8 ml USD
Optimum można odczytać z wykresu, na którym naniesiemy:
Ke-koszty eksploatacji
Ka-koszty amortyzacji
Kc-koszt całkowity
Dw-średnica wewnętrzna
Kc=Ka+Ke
Ka=
[USD/rok*feet]
Gdzie:
Ka-roczny koszt amortyzacji o długości 1 stopy [feet] o średnicy Dw
ar-roczny współczynnik amortyzacji [rok-1]
br-wskaźnik utrzymania i konserwacji systemu (nadzór, remonty itp.)
krw-wskaźnik stosunku kosztów armatury i montażu do kosztów samej rury
kr1-koszt jednostkowy rurociągu wzorcowego przy Dw=2cale i długości jednej stopy
koszt eksploatacji oblicza się ze wzoru:
gdzie:
m-masowe natężenie przepływu [1000funtów/h]
Y[h]-roczna liczba godzin eksploatacji np.7880 [h]
d=Cp- współczynnik lepkości dynamicznej
kel-koszt energii elektrycznej [USD/kWh]
ρgęstość [funt/stopa3]
tsprawność stacji pomp i sprężarek
Optymalna średnice możemy wyliczyć z podanego wcześniej wzoru Kc=Ke+Ka
Używając do tego celu pochodnych cząstkowych po Kc oraz dw dzieląc je odpowiednio przez siebie i przyrównując do zera:
=> optymalna średnica rurociągu
Kc
Ke
Ka
Ke
Ka
Dw