常温输送习题解答.doc

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1、1输油管道设计与管理作业某密闭长输管道每年输柴油50万吨/年，管材φ159×6，管壁当量粗糙度e=0.1mm，管线最高工作压力为6.4MPa，沿线年平均地温t0=12℃，最低月平均地温t0=3℃。泵站选用65y—50×12型离心泵，允许进口压力为0—40m油柱，各站站内损失20m油柱，首站进站压力为20m油柱。65y—50×12型离心泵输水时参数及油品物性如下：Q(m3/hr)H(m)η%N(kw)156724363.8256005278.5305525385.5柴油物性：ρ20℃(kg/m3)υ12℃(m2/s)υ3℃(m2/s)821.33.34×10-66.58×

2、10-6密度换算：ρt=ρ20－ζ(t－20)；ζ=1.825－0.ρ20管长(Km)050100125150162183235255268高程（m）400120470115513301300790910610601、按米勒和伯拉休斯公式计算水力摩阻系数，比较结果的相对误差。2、按平均温度计算摩阻。3、确定泵站泵机组的运行方式及台数，确定泵站数。4、绘管道纵断面图，初步布置泵站位置。5、根据站址计算各站进、出站压力，校核全线动、静水压力。6、校核冬季进出站压力，调整泵站位置。求解过程：1、问题一求解：问题：按米勒和伯拉休斯公式计算水力摩阻系数，比较结果的相对误差。计算温

3、度：等于全年平均低温12℃。粘度:温度为12℃时油品粘度为3.34×10-6m2/s。密度：据密度换算公式ρt=ρ20－ζ(t－20)；ζ=1.825－0.ρ20；计算得到12℃时油品密度为ρ12=827.3kg/m3。计算流量:Q=Qa；350´24´3600´r12式中:Qa——年输柴油量，万吨/年；Q——输油体积流量，m3/s；计算得到输油体积流量为Q=2.0×10-2m3/s。雷洛数：Re=p4dQn,计算得到Re=5.19×104。2管壁相对当量粗糙度：e=2de,计算得到e=1.36×10-3。又Re1=59.5e87,计算得到Re1=1.1×105，故管道

4、内油品流态处于水力光滑区。①
根据米勒（Miller）公式：1l=1.8lgRe-1.53，计算得到水力摩阻系数lm=0.0207。②根据伯拉休斯（Blasius）公式:l=0.3164Re-0.25，计算得到水力摩阻系数lb=0.0210。③相对误差公式：d=lb-lm，计算得到相对误差为1.43%。lb2、问题二求解：问题：按平均温度计算摩阻。根据达西（Darcy-Weisbach）公式：hl=lLv2；d2g采用伯拉休斯（Blasius）公式，得到水力摩阻系数l=0.0210；计算得到输油管线总摩阻损失为：hl=2.71×103m。3、问题二求解：问题：确定泵站泵

5、机组的运行方式及台数，确定泵站数。①
用最小二乘法回归泵机组的特性方程H=f(Qh)；根据近似方程，H=a-bQh2-m；式中，Qh——小时输送体积流量；又由于管道内油品流态处于水力光滑区，取m=0.25。通过matlab软件，运用最小二乘法计算，程序如下：A=[156724363.8256005278.5305525385.5];x=A(:,1);y=A(:,2);z=x.^(1.75);p=polyfit(z,y,1);计算得到p=[-0.4433723.0313]，即b=0.4433,a=723.0313。故泵机组的特性方程为H=723.0313-0.4433Qh

6、1.75。②确定泵站泵机组的运行方式及台数：遵循原则：满足任务输量下要求；泵在高效区运行；泵出口压力符合管道内压力要求；考虑经济性要求；从输送量来看，需用多台泵并联运行，计算并联泵台数:n=Q´60´60；Qh取整后，泵台数n为3。考虑备用泵一台，故各泵站内泵机组采用三台泵并联运行，另设一台泵并联备用。3æQö2-m1.75故泵站特性曲线方程为：Hc=a-bçh÷；计算得到Hc=723.0313-0.0648Qh，即ènøA=723.0313，B=0.0648。③初步确定泵站数：单位管道长度单位流量下的摩阻损失：f=bnm；管输流体处于水力光滑区，b=0.0246，故d

7、5-mf=9.487(m3s)-0.25。管线上任何一点的水头为：Hx=M(A-BQh2-m)-(M-1)hm+(ZQ-Zx)-fLQ2-m式中，M——x点处前的泵站数。题中限制条件：考虑到泵的允许进口压力为0—40m油柱，各站站内损失20m油柱，又由于成品油管道的最低动水压力应高于0.2Mpa(大约25m油注)。设计进站压力为28m油注。泵站设计算法：1、假设题中所给各点之间的点的高程随管长线性变化。2、设定特定步长，对端点间管长设立计算点；3、按流量计算管线上计算点的水头Hx；4、判断计算点的Hx是否大于28m，如果Hx小于20米，则