水力学及成品油管道顺序输送基础-许玉磊.doc

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1、水力学基本概念及成品油管道顺序输送基础（调控中心运行调度培训版本）2009-07-01水力学基本概念及成品油管道顺序输送基础一基本概念1.1密度1、定义密度就是单位体积所含物质的质量。单位：千克/立方米(Kg/m3)其中：m物质的质量。单位：千克(Kg)V物质的体积。单位：立方米（m3）兰成渝管线所输油品密度0#柴油90#汽油93#汽油830.5～844Kg/m3721.8Kg/m3724Kg/m32、测量方法l在实验室通过密度计测量得到（GB/T1884）l通过在线密度计检测得到兰成渝管线采用后者进行测量（视密

2、度）3、流体密度和有关参数的关系l流体密度对泵功率的影响流体密度越大泵的输出功率越大（相同扬程下）l流体密度和压头的关系在相同压力下，密度大的流体其压头小1．2粘度1、定义粘度就是流体内分子之间的摩擦对流体流动产生阻力的这种性质。它有两种表示形式：运动粘度和动力粘度，我们一般用运动粘度对流体进行描述运动粘度=动力粘度/ρ。运动粘度的单位为：m2/s，动力粘度的单位为Pa.s2、测量方式l运动粘度可以在恒温水浴中用粘度计进行测量(GB/T265)l目前可以使用在线粘度计进行检测，但精度不太高3、流体粘度和有关参数的

3、关系l粘度和温度的关系温度越高，粘度越低l粘度和密度的关系通常情况下，密度越高，粘度越大成品油管线所输油品粘度表（兰成渝）温度93#汽油90#汽油0#柴油40℃0.623.62220℃6.0160℃0.7490.674-10℃0.8430.754-20℃0.970.854-40℃1.331.15l粘度跟泵功率的关系粘度越大，消耗的功率越大。l粘度跟摩阻损失的关系粘度越大，管路摩阻损失越大。1．3油品饱和蒸汽压1、定义：在一定温度下，当油品表面压力高于饱和蒸汽压时，油品不再汽化。2、测量方法：雷特法测定就是在气相和

4、液相的体积比为4:1的特定容器中恒温37.8℃测定.3、蒸汽压在输油过程中的影响l油品蒸汽压对泵汽蚀的影响油品蒸汽压越高，泵越容易发生汽蚀。l油品蒸汽压对液柱分离的影响油品蒸汽压越高，管线越容易发生液柱分离。1．4压力定义：单位面积所承受的力。常用P表示，单位：Pa(牛顿／平方米)Ｐ＝Ｆ／Ａ压力有绝对压力和表压之分，绝对压力＝大气压＋表压。1．5静压定义：静止液体内部某一点处的压力即为该点静压。单位：Pa(牛顿／平方米)1．6动压定义：流动液体在某一点处的压力即为该点动压。单位：Pa(牛顿／平方米)1．7压头定义

5、：压头是液体所具有的压力能和位置势能转换成的液柱高度。单位：m液柱1．8雷诺数雷诺数是液流中惯性力与粘滞力之比。式中：ν—油品的运动粘度，m2/sQ—油品的体积流量，m3/sV—油品流速，m/sRe比较小时，粘滞力起主要作用，Re大时，惯性损失起主要作用。1．9泵扬程定义：单位质量的流体经过泵以后所获得的能量，通常用H表示。泵扬程和过泵流量之间的关系可用泵特性曲线描述，见下图：图1－1泵特性曲线理论上泵的扬程与输送的介质无关，只与泵的结构尺寸及泵的转速有关，工程上扬程与输送介质是有关系的，这一点在2.2中有详细描

6、述。①泵流量、扬程、功率跟泵的转速关系如下：②泵流量、扬程、功率跟泵的叶轮直径关系如下：1．10泵的允许汽蚀余量在额定排量下，为保证泵的正常工作，在泵的入口处液体必须具有的、高于其蒸汽压力的能量，以克服泵入口处的内部损失，这部分能量我们称之为泵的允许汽蚀余量（NPSH）。故其数值主要决定于泵的结构。泵入口处绝对压力与汽蚀余量Δh的关系为式中：Pr—泵入口处液体的绝对压力，Paρ—所输液体的密度，kg/m3V—泵入口处液体的平均流速，m/sPυ—所输液体在该处的蒸汽压，Pa1．11水击管线中的液流突然变速必然引起管

7、中压力的突然升高或降低，速度变化过程越快，则瞬时升降的压力就越大，这种压力瞬变现象称为水击。水击现象中产生的瞬时压力叫水击压力，它的大小与速度变化过程的快慢及流动质量和动量的大小有关，轻微时只表现为噪音和振动，严重时能使管线破裂。1．12管材屈服极限API—美国石油学会技术标准X--表示管材强度等级，如X52表示管材的最小屈服应力为52kpsi,X60表示管材的最小屈服应力为60kpsi。管线的最大允许操作压力与管材的最小屈服应力的关系如下：式中：S—最小屈服应力t—管壁厚度D—管子外径F—地域系数（API标准：

8、一类地区F=0.8，二类地区F=0.72）E—焊接系数（一般取1）1．13摩阻损失定义：油品沿管路流动过程中的摩擦及撞击产生的能量损失。摩阻损失包括沿程摩阻和局部摩阻。沿程摩阻就是油流通过直管段所产生的摩阻损失hl；局部摩阻就是油流通过各种阀件、管件所产生的摩阻损失hζ。长输管道站间管路的摩阻损失主要是沿程摩阻，局部摩阻只占1%-2%。我们可以在计算用管线的当量长度代替摩