Инженерные сети

Гидравлический расчет напорных трубопроводов — бесплатная программа

С помощью специальной программы, предназначенной для гидравлического расчета напорных трубопроводов можно легко определить расчетным путем потери напора водопровода на единицу длины трубы. Этот показатель специалисты называют гидравлическим уклоном.

Также программа, учитывая материал, из которого изготовлены трубы, определяет величину гидравлического сопротивления на стыковых соединениях в трубопроводах напорного типа.

При разработке программы гидравлического расчета напорных трубопроводов за основ было взято приложение 10 СНиП 2.04.02-84. Для работы программы потребуется ввод следующих исходных данных:

• q — расчетного расхода воды (л/с),
• D — наружного диаметра трубы,
• s — толщины стенки трубы.

Для определения гидравлического уклона потребуется также ввести данные о длине трубопровода — l (м) и коэффициент потерь напора на местные сопротивления. Именно по этим данным и производится расчет потерь напора по таким параметрам: по всей длине трубопровода, в начале трубопровода, на местные сопротивления).

Выполнить гидравлический расчет трубопровода можно для таких типов трубопроводов:

• новых стальных, имеющих битумное защитное покрытие и без внутреннего покрытия,
• новых чугунных, имеющих битумное защитное покрытие и без внутреннего покрытия,
• не новых чугунных и стальных, имеющих битумное защитное покрытие и без внутреннего покрытия,
• асбестоцементных,
• виброгидропрессованных железобетонных,
• центрифугированных железобетонных,
• стальных и чугунных с внутренним полимерцементным и пластмассовым покрытием, выполненным методом центрифугирования,
• чугунных и стальных, имеющих внутреннее цементно-песчаное покрытие, нанесенное методом набрызга и последующего разглаживания,
• чугунных и стальных, имеющих цементно-песчаное покрытие, нанесенное методом центрифугирования,
• пластмассовые и стеклянные.

Воспользоваться программой «Гидравлический расчет трубопровода» может каждый желающий, версия программы 5.1.0 распространяется свободно.

Скачать программу

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Гидравлический расчет простых трубопроводов

6.5. Гидравлический удар

Гидравлическим ударом называется резкое повышение давления, возникающее в напорном трубопроводе при внезапном торможении потока рабочей жидкости. Этот процесс является очень быстротечным и характеризуется чередованием резких повышений и понижений давления, которое связано с упругими деформациями жидкости и стенок трубопровода. Гидравлический удар чаще всего возникает при резком открытии или закрытии крана или другого устройства, управляемого потоком.

Пусть в конце трубы, по которой движется жидкость со скоростью υ₀, произведено мгновенное закрытие крана (рис. 6.10, а).

Рис. 6.10. Стадии гидравлического удара

При этом скорость частиц, натолкнувшихся на кран, будет погашена, а их кинетическая энергия перейдет в работу деформации стенок трубы и жидкости. При этом стенки трубы растягиваются, а жидкость сжимается в соответствии с увеличением давления на величину ΔP_уд, которое называется ударным. Область (сечение n — n), в которой происходит увеличение давления, называется ударной волной. Ударная волна распространяется вправо со скоростью c, называемой скоростью ударной волны.

Когда ударная волна переместится до резервуара, жидкость окажется остановленной и сжатой во всей трубе, а стенки трубы — растянутыми. Ударное повышение давления распространится на всю длину трубы (рис. 6.10, б).

Далее под действием перепада давления ΔP_уд частицы жидкости устремятся из трубы в резервуар, причем это течение начнется с сечения, непосредственно прилегающего к резервуару. Теперь сечение n-n перемещается обратно к крану с той же скоростью c, оставляя за собой выровненное давление P₀ (рис. 6.10, в).

Жидкость и стенки трубы предполагаются упругими, поэтому они возвращаются к прежнему состоянию, соответствующему давлению P₀. Работа деформации полностью переходит в кинетическую энергию, и жидкость в трубе приобретает первоначальную скорость υ₀, но направленную теперь в противоположную теперь сторону.

С этой скоростью весь объем жидкости стремится оторваться от крана, в результате возникает отрицательная ударная волна под давлением P₀ — ΔP_уд, которая направляется от крана к резервуару со скоростью c, оставляя за собой сжавшиеся стенки трубы и расширившуюся жидкость, что обусловлено снижением давления (рис. 6.10, д). Кинетическая энергия жидкости вновь переходит в работу деформаций, но противоположного знака.

Состояние трубы в момент прихода отрицательной ударной волны к резервуару показано на рис. 6.10, е. Так же как и для случая, изображенного на рис. 6.10, б, оно не является равновесным. На рис. 6.10, ж, показан процесс выравнивания давления в трубе и резервуаре, сопровождающийся возникновением движения жидкости со скоростью υ₀.

Очевидно, что как только отраженная от резервуара ударная волна под давлением ΔP _уд достигнет крана, возникнет ситуация, уже имевшая место в момент закрытия крана. Весь цикл гидравлического удара повторится.

Протекание гидравлического удара во времени иллюстрируется диаграммой, представленной на рис. 6.11, а и б.

Штриховыми линиями показано теоретическое изменение давления у крана в точке А, а сплошной действительный вид картины изменения давления по времени (рис. 6.11, а). При этом затухание колебаний давления происходит за счет потерь энергии жидкости на преодоление сил трения и ухода энергии в резервуар.

Если давление P₀ невелико (P₀ P _уд), то картина изменения амплитуды давления получается несколько иная, примерно такая, как показано на рис. 6.11, б.

Рис. 6.11. Изменение давления по времени у крана

Повышение давления при гидравлическом ударе можно определить по формуле

ΔP_уд = ρυ₀c

Данное выражение носит название формулы Жуковского. В нем скорость распространения ударной волны c определится по формуле:

где r — радиус трубопровода;
E — модуль упругости материала трубы;
δ — толщина стенки трубопровода;
K — объемный модуль упругости (см. п.1.3)

Если предположить, что труба имеет абсолютно жесткие стенки, т.е. E = , то скорость ударной волны определится из выражения

Для воды эта скорость равна 1435 м/с, для бензина 1116 м/с, для масла 1200 — 1400 м/с.

6.6. Изменение пропускной способности трубопроводов в процессе их эксплуатации

При проектировании напорных трубопроводов следует учитывать, что их пропускная способность в период эксплуатации снижается (например, для водопроводных труб до 50% и даже ниже). Вследствие коррозии и образования отложений в трубах (инкрустации), шероховатость труб увеличивается. Это можно оценить по формуле:

k_t = k₀ + αt

где k₀ — абсолютная шероховатость для новых труб, (мм),
k_t — шероховатость через t лет эксплуатации,
α — коэффициент характеризующий быстроту возрастания шероховатости (мм/год).

Таблица 6.1

Проверить себя ( Тест )

Наверх страницы

Гидравлические расчеты трубопроводов Скачать бесплатно для Windows

Igneus Incorporated 17

Мощное программное обеспечение для гидравлических расчетов автоматических спринклерных систем пожаротушения.

Johnson Pump BV 76 Бесплатное ПО

Hydraulic Investigator — это руководство по выбору центробежных насосов.

Sinotech CC 24 Бесплатное ПО

AQUA Hydraulic Utilities состоит из удобной программы расчета стоимости жизненного цикла.

CONTECH Bridge Solutions Inc. 21 год Бесплатное ПО

Программа может использоваться для анализа различных гидрологических и гидравлических условий.

13 Симлог 11 Коммерческий

Simlog предлагает бесплатную оценку программного обеспечения для квалифицированного тяжелого оборудования.

Гидравлические расчеты 5 Коммерческий

Разработан для использования людьми, которые ежедневно работают с гидравликой.

1 CECALC.com LLC 95 Демо

CE CALC — Hydraulics Calculator — это инструмент для расчета гидравлического проектирования.

1 Canute LLP 224 Бесплатное ПО

Это бесплатный инструмент для обучения основам гидравлики пожарных оросителей.

12 Petrospection Pty Ltd 244 Бесплатное ПО

Бесплатный калькулятор для выполнения всего спектра нефтегазовых операций.

8 Katmar Software 132 Условно-бесплатное ПО

Это приложение выполняет расчет гидравлического проектирования и номинальных характеристик насадочных колонн.

11 Жоэль Оливье 6 150 Бесплатное ПО

Огромная коллекция калькуляторов и инструментов для работы с числами, доступных бесплатно.

2 GIW Industries 19 Условно-бесплатное ПО

Расчеты трения шламового трубопровода основаны на полуэмпирическом подходе.

12 Bentley Systems International Limited 506 Коммерческий

Используйте FlowMaster для выполнения гидравлических расчетов для десятков типов элементов.

5 Elite Software Development, Inc. 2,429 Условно-бесплатное ПО

Fire — это программа, которая выполняет все необходимые гидравлические расчеты.

20 Bentley Systems 113 Проприетарный

FlowMaster помогает выполнять гидравлические расчеты.

Technical Toolboxes, Inc. 108 Условно-бесплатное ПО

Pipeline Toolbox Enterprise — это представленный на рынке набор программных инструментов Pipeline.

4 testandcalc.com 132 Условно-бесплатное ПО

Drug Calculations for Health Professionals поможет вам сделать общие расчеты.

1 ВИС 13 Бесплатное ПО

glslDevil — это инструмент для отладки конвейера шейдеров OpenGL.

Литейный завод 20 Условно-бесплатное ПО

NUKE — единственная платформа для композитинга с комплексным многовидовым конвейером.

М.C. Miller Co., Inc. 6 Демо

ProActive — это инновационная система баз данных для управления целостностью конвейера.

2 10писофт 104 Бесплатное ПО

10PiTube — бесплатная программа для создания моделей трубопроводов.

Онлайн-расчет расхода в открытом канале

Пожалуйста, введите коэффициент Маннинга, наклон, удельный массовый расход или среднюю скорость потока, а также кинематическую вязкость воды ν:

В гидравлически сложной местности, k _с /4 R _h > 5 ^. 10 ^-3 относится к коэффициенту трения λ:

Введите наклон, массовый расход или среднюю скорость потока плюс кинематическую вязкость воды ν:

Тепловой гидравлический расчет трубопровода Фула

Журнал исследований по разведке нефти и газа (ISSN 2276-6510) Vol. 2 (2) pp. 033-043, февраль 2011 г. Доступно на сайте http://www.interesjournals.org/JPGER Copyright 2012 International Research Journals

Review

Прогностический инструмент для тепловых / гидравлических расчетов трубопровода Фула Майсара Эйсса Мохьялдинн, Колледж Нефтяная инженерия и технологии, Суданский университет науки и технологий, П.О. Box 73, Хартум, Судан. Электронная почта: [email protected], Тел: 00249

3729 Принято 11 января 2012 г.

Многофункциональный инструмент прогнозирования был разработан для теплового и гидравлического прогнозирования и моделирования трубопровода Фула во время его эксплуатации. Инструмент прогнозирования был разработан с использованием опубликованных математических моделей, применяемых для тепловых / гидравлических расчетов при эксплуатации трубопроводов. В инструмент были введены реальные полевые данные, и результаты были проверены с помощью симулятора Stoner Pipeline (SPS) с использованием тех же введенных параметров.Было обнаружено, что прогностический инструмент и программное обеспечение Stoner практически одинаковы. Более точные результаты влияния профиля возвышения трубопровода (потенциального давления) на остаточное давление вдоль трубопровода можно получить с помощью инструмента прогнозирования. На эту точность указывают зигзагообразные гидравлические градиентные линии, напоминающие трассу трубопровода между каждыми двумя насосными станциями. Инструмент прогнозирования также имеет возможность прогнозировать переходную температуру и распределение давления трения вдоль трубопровода в условиях останова.Ключевое слово: Трубопровод Fula, эксплуатация, останов ВВЕДЕНИЕ Трубопровод Fula представляет собой спиральный трубопровод, полученный сваркой под флюсом (API Spec 5L) диаметром 24 и протяженностью 715,44 км, построенный в 2003 году и введенный в эксплуатацию в первом квартале 2004 года для транспортировки сырой нефти с месторождения Фула. от ЦПС, расположенного на юго-западе Судана, до Хартумского НПЗ. Для достижения максимальной пропускной способности трубопровода 200 000 баррелей нефти в сутки на этапе IV были спроектированы пять дожимных насосных станций; детали как в таблице (1). Таблица (1) иллюстрирует высоту расположения насосных станций вдоль трубопровода и их расстояние от входа в трубопровод.Из таблицы видно, что цель фазы II достигается за счет эксплуатации трех насосных станций (НПС № 01, НП № 03 и НП № 04). На рисунке (1) показан профиль трубопровода. На рисунке (2) показаны типы и характеристики насосов трех насосных станций, работающих во время фазы II. Трубопровод Fula успешно достиг пропускной способности фазы I в 12000 баррелей в сутки в 2004 году и фазы II, составляющей 40,000 баррелей в сутки в 2007 году. В этой статье обсуждается инструмент прогнозирования, разработанный для анализа тепловых / гидравлических параметров трубопровода Fula при различных условиях потока для выбранной фазы (фазы I — фаза IV) Обзор литературы Компьютерное моделирование сегодня имеет большое значение в инженерном образовании и прикладных программах.В частности, для инженерной нефтяной отрасли компьютерное моделирование играет важную роль в оценке и оценке многих процессов, связанных с высокой степенью сложности и / или высокой стоимостью экспериментальной оценки. Мы можем разделить роли, которые компьютерное моделирование играет в нефтяной инженерии, на две части. Первая — это роль, связанная с образованием (электронное обучение), в которой полезность компьютерного моделирования не сильно отличается от других инженерных дисциплин. Примеры такой полезности — моделирование лабораторий, которые непрактичны, дороги, невозможны или слишком опасны для работы (Strauss

Mohyaldinn 034

Table 1.Расположение насосных станций трубопровода Фула НС № ПС № 01 НС № 02 НС № 03 НС № 04 ПС № 05 ПС № 06 Пробег км 0 165,5 280,5 468 618,2 715,42 Высота м 550,5 584,3 576 412,5 441,7 404,88 Примечания Фаза I, Начальная фаза III Фаза II Фаза II Фаза III Фаза I, Терминал

Рис. 1. Профиль трубопровода

PS03 280 км

PS04 468 км

Центробежный насос Расход = 60 баррелей в сутки, давление = 10 МПа

Скорость потока винтового насоса = 20 млн баррелей в сутки Давление = 10 МПа Нормальная работа Ожидание

Рисунок 2.Типы и номинальные характеристики насосов Fula pipeline фазы II

035 J. Pet. Газ Эксплор. Res.

Таблица 2. Свойства сырой нефти Fula (Фаза II) NO 1 2 Плотность, (кг / м3) Динамическая вязкость, (мПа.с) 29 35 40 60 80 Температура затвердевания, () Углеводород насыщения, (м%) Углеводород ароматичности , (m%) клейкое вещество, m% асфальтовое вещество, (m%) Кислотное число, мгKOH / г Содержание парафина, (m%) Температура вспышки OPEN, () Зола, (m%) Остаточный древесный уголь, (m%) C, (m%) H, (m%) S, (m%) N, (m%) Содержание песка, (m%) Содержание соли, мгNaCl / л Ni, мг / кг V, мг / кг Ca, мг / кг Диапазон перегонки, начальная точка 5% 10% 30% 34.6% Неизменность, степень Результат 940,9 1600 910 620 210 100-5 38,5 28,1 13,69 0,6 6,1 13,5 168 0,4 7,54 86,59 11,86 0,16 0,28 0,1 683 18,3 0,9 1652 245 301366496518 1

Хорошая ссылка на обзор компьютерных приложений в нефтяной инженерии — это статья, написанная Догерти и Эршаги (Dougherty and Ershaghi, 1986), в которой авторы рассмотрели исторические тенденции и отношение школ нефтяной инженерии к компьютерным приложениям, обсудили современное состояние и предложили программу, позволяющую использовать потенциал преимущества компьютерного обучения (CAI) и компьютерного проектирования (CAD) в образовании инженеров-нефтяников.Порядок расчетов Расчеты производятся с использованием математических моделей, регулярно применяемых при тепловых и гидравлических расчетах трубопроводов. Чтобы учесть изменение реологических свойств (вязкость, консистенцию жидкости и индекс текучести) в зависимости от температуры, перед вводом входных данных формулируются эмпирические уравнения, описывающие эти изменения. Ниже приведены основные уравнения, используемые для расчетов при нормальной эксплуатации: k t Dl. (1) T l = T 0 + (T i 0 T 0) exp Gc o Уравнение (1) рассчитывает температуру на любом расстоянии L вдоль трубопровода.Рассчитанная температура затем используется для расчета ньютоновской вязкости или плотности неньютоновской жидкости и индекса потока с использованием созданных ранее эмпирических уравнений. Эксперименты, проведенные во время проектирования и ввода в эксплуатацию трубопровода Фула, доказывают, что сырая нефть Фула всегда демонстрирует ньютоновский поток выше 29 ° C, что является минимальной температурой окружающей среды вдоль трубопровода. Таким образом, нет необходимости учитывать консистенцию неньютоновской жидкости и индекс текучести, и необходимо сформулировать только одно уравнение вязкости-температуры.Эта зависимость, скорее всего, является линейной [1] и соответствует уравнению log = A BT. Чтобы сформулировать уравнение вязкости и температуры, мы работали с данными, содержащимися в таблице 2, чтобы получить кривую и соответствующее уравнение, представленное на рисунке 3. Константы A и B вводятся в программу в качестве входных данных вместо ввода одного значения вязкости, поскольку температура заметно влияет на вязкость, которая, в свою очередь, влияет на потери на трение вдоль трубопровода. Давление трения рассчитывается по уравнению (2).

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

23

и Kinzie, 1994), Вклад в концептуальные изменения (Zietsman, 1986; Stieff, 2003), источник открытых опыт для студентов (Sadler et al., 1999), поставщик инструментов для научных исследований (Mintz, 1993; White and Frederiksen, 2000; Windschitl, 2000; Dwyer and Lopez, 2001) и опыт решения проблем (Woodward et al., 1988; Howse, 1998) и вклад в дистанционное образование (Lara and Alfonseca, 200; McIsaac and Gunawardena, 1996).Вторая роль компьютерного моделирования в нефтяной инженерии — их использование в качестве инструментов для управления реальными промысловыми процессами. Компьютерное моделирование — единственный способ оценивать, оценивать и контролировать процессы в удаленных местах, таких как резервуары и глубоководные трубопроводы.

P

f

(T) =

fi (T)

(T) LV2 D1

2

. (2)

Эксперименты по вязкости и температуре должны проводиться повторно при каждом изменении условия эксплуатации для обновления реологических констант.

Mohyaldinn 036

Зависимость температуры и вязкости трубопровода Fula 3,5 3 Вязкость, мПа.с 2,5 2 1,5 1 0,5 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Температура C y = -0,023x + 3,7776 2 R = 0,9761

Рисунок 3. Изменение вязкости сырой нефти Fula в зависимости от температуры

Рис. 4. Графический интерфейс программного обеспечения

Программное обеспечение Программное обеспечение является подходящим инструментом быстрого прогнозирования для теплового / гидравлического прогнозирования трубопроводов Fula. Основной графический интерфейс пользователя (GUI) программы показан на рисунке (4).Фактические данные поля могут быть введены в форму ввода условия операции рисунок (5). Эти входные данные будут обработаны в соответствии с математическими моделями. Возможности программного обеспечения Различные выходные данные могут быть получены в табличной или графической формах. Эти выходные данные включают следующее:

Условия эксплуатации Выходные данные 1 — Распределение давления трения и температуры на один км вдоль трубопровода, как показано на рисунке (6). Этот вывод подчеркивает научный факт, что давление трения увеличивается с понижением температуры.2- Гидравлический градиент: линия гидравлического градиента — это линия, которая показывает распределение имеющегося давления (напор нагнетания плюс перепад высот минус потери давления из-за трения) после насосной станции. Для получения этого результата необходимо заполнить отдельную форму, показанную на рисунке (7). Выбирается из работающих насосов, затем вводятся остальные входные данные. Прессинг Fula

037 J. Pet. Газ Эксплор. Res.

Рисунок 5. Форма ввода условий работы

Рисунок 6.Температура трубопровода Fula и распределение давления трения на расстоянии 1 км

Кнопка «Трубопровод» автоматически вводит данные трубопровода Fula по умолчанию для выбранного случая. Рисунок (8) представляет собой линию гидравлического градиента на выходе трубопровода Fula в фазе I (только PS01 работает с давлением нагнетания = 9,2 МПа, расходом = 60 м3 / ч). В то время как рисунок (9) соответствует той же мощности во второй фазе (рабочие PS01 9 МПа, PS03 8,7 МПа и PS04 9,2 МПа, расход = 265 3 м / ч). Программа также выводит результаты операции в таблицу

Mathway | Программа для решения задач Precalculus

ZuluDrain для гидравлических расчетов канализационных сетей

Географическая информационная система ZuluGIS и ее модуль расширения ZuluDrain позволяют пользователям создавать вычислительные модели сетей, выполнять полную сертификацию сетей, использовать созданные модели для выполнения информационных задач и топологического анализа, а также выполнять различные гидравлические расчеты.

С ZuluDrain вы можете:

• Ежегодно проводить рутинный анализ состояния системы и оценивать эффективность системы
• Анализировать, рассчитывать и моделировать систему, включая определение диаметров трубопровода и построение диаграммы высот
• Определите «узкие» участки в системе отвода сточных вод, например, участки перелива самотечной канализационной системы
• Выявление участков со скрытыми засорами путем сопоставления результатов компьютерного моделирования с данными обследования сети
• Создание имитационных моделей последствий больших сбросов воды, вызванных дождевой водой и весенним паводком