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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 地温℃ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 6.3 5 5.9 10.3 14.9 17.4 19.8 21.1 20.8 18.3 13.5 8.6 ② 油品密度ρ20=867.5kg/m3 ③ 油品的粘温特性:
温度(℃) 粘度 (10-6米2/秒) 5 30.2 10 22.6 15 18.8 20 15.8 25 13.5 ④ 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和附录一、附录二。 ⑦ 线路高程:
桩号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 里程0 19 124 190 290 335 438 484 554 635 696 (km) 高程 517 608 745 596 407 513 536 35 33 17 17 (km) 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:
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1. 计算年平均地温
t0cp?(t01?t02?...?t012)/12?(6.3?5?5.9?10.3?14.9?17.4?19.8?21.1?20.8?18.3?13.5?8.6)/12?13.5C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。
o故有
?t??20??(t?20)
式中 ?t、?20——温度为t℃及20℃时油品密度,Kg/m3; ?——温度系数,?=1.825-0.001315?20,Kg/(m3?OC) 已知油品密度:ρ20 =867.5kg/m3 即?=1.825-0.001315×867.5=0.6842375
?t??20??(t?20)?867.5?0.6842375?(13.5?20)?871.95kg/m3
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
?t??0e?u(t?t0)?t01ln() 及u?t1?t0?t1得u=0.0368186
?t??0e?u(t?t)?15.8?e?0.0368186?(13.5?20)?20.0721?10?6m2/s
04.换算流量G-Q 根据年输量任务为600万吨求流量:
G?107600?107Q???819.182m3/h?0.228m/s
?t?8400871.95?84005.初定流速,计算管径。
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初定流速为1.5m/s,则D?0.0188?819.182/1.5?0.43934m 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=559mm 7. 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=0.23m3/s=819.182m3/h,和初定的工作压力6MPa,确定选DZ250x340x4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HC,然后据此压头确定计算压力 。
在819.182m3/h,查得H=520m液柱。 管道压力按下式计算 P=(HC+HS)?tg
式中 HC——任务输量下单个泵站提供的扬程520m;
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