等温输油管道-大作业.doc

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1、作业内容：拟建一条长690公里，年输量为600万吨的轻质油管线。已知原始资料：①   管路埋深1.5米处的月平均地温：月份123456789101112地温℃6.355.910.314.917.419.821.120.818.313.58.6②   油品密度ρ20=867.5kg/m3③   油品的粘温特性：温度（℃）510152025粘度（10-6米2/秒）30.222.618.815.813.5④   可选用的离心泵型号规格：(P24)或按照最新的泵机组样本进行选择(网上搜索或图书馆查阅相关手册)。⑤   首站进口压头取ΔH1=45m，站内摩阻取15m。⑥   管材选用见P64

2、和附录一、附录二。⑦   线路高程：桩号1234567891011里程（km）019124190290335438484554635696高程（km）51760874559640751353635331717设计要求：（提示：先采用手算，步骤熟悉后再采用电算。作业本中要体现手算过程。）1）合理选择泵型号和泵站的组合方式，并查有关资料作所选型号的泵在输此油品时特性数据的换算；2）选取合适的管径，计算壁厚并取整，然后计算管道的承压能力和对应的允许最大出站压头；3）取管道的当量绝对粗糙度e=0.03mm，计算所需的泵站数；4）将计算的泵站数取大化整，然后提出三项经济可行的措施使输量保持不

3、变，并对每种措施作相应的计算（双号学生选作）。5）将计算的泵站数取小化整，分别计算所需副管的长度（管径与主管相同）、大一个等级的变径管长度、大两个等级的变径管长度，并进行管材耗量的比较（单号学生选作）6）校核:夏季高温时和冬季低温时各站的进、出站压力,并调整站址；7）设副管敷设在首站出口位置，求第一站间动水压头Hx的表达式，并检查全线动水压头和静水压头；8） 求管道系统的最大和最小输量及相应的电机的总输出功率。计算分析过程：1.计算年平均地温故有平均地温t=13.5℃2．计算油品密度根据20℃时油品密度按下式换算成计算温度下的密度。式中、——温度为t℃及20℃时油品密度，；——温度

4、系数，=1.825-0.，已知油品密度：ρ20=867.5kg/m3即=1.825-0.×867.5=0.3．计算年平均温度下油品的粘度。根据油品粘温特性表求出粘温特性方程及得u=0.4．换算流量G-Q根据年输量任务为600万吨求流量：5.初定流速,计算管径。初定流速为1.5m/s,则6．根据管道规格，选出与D0相近的三种管径d1、d2、d3。选用L360螺旋焊缝钢管，规格为：d1=457mm;d2=508mm;d3=559mm7.按任务输量和初定工作压力选泵，确定工作泵的台数以及组合情况。根据流量Q=0.23=819.182，和初定的工作压力6MPa，确定选DZ250x340x4

5、型输油泵（因为在此流量下该型号输油泵效率相对较高）1台作一个泵站，该型泵的性能参数如图：8.作一个泵站的特性曲线，确定任务输量下泵站提供的扬程，然后据此压头确定计算压力。在819.182,查得H=520m液柱。管道压力按下式计算P=(+)g式中——任务输量下单个泵站提供的扬程520m；——为首站辅助泵的扬程45m。求得P=（520+45）*871.95*9.8=4.83MPa，确定设计压力为6MPa.冬季：油品密度877.70，管道最大压力P=(+)g=（520+45）*877.70*9.8=4.86MPa9．求壁厚，并进行强度校核，求出管道的内径。输油管道的壁厚按下式计算——许用

6、应力，,Mpa；——最低屈服强度，MPa；K——一般站外输油管道系数：K=0.72——焊缝系数,对于以上三种管径求壁厚:d1=457mm;d2=508mm;d3=559mm；；=5.3mm；=5.9mm；=6.5mm。查附录一——国产螺旋缝埋弧焊钢管规格，取大于上述数值的最相近的壁厚，得=5.6mm；=6.0mm；=7.0mm。求内径：D=d-2=445.8mm;=496.0mm;=545.0mm。校核各管径的壁厚在设计压力下是否满足要求，求输油管所受最大应力得：=244.82Mpa；=254Mpa；=239.57Mpa。均小于许用应力：=259.2Mpa10．计算流速得：=m/s

7、；=m/s；=m/s。11.计算雷诺数，判断流态Re——雷诺数；Q——流量，；D——管道内径，m；——油品动力粘度，；求得第一种管径DN457×5.6的雷诺数Re=。绝对粗糙度e取0.03mm，第一临界雷诺数=59.5/=。由3000