Microsoft PowerPoint - 32

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1、第二节热油管道的摩阻计算一、热油管道摩阻计算的特点热油管道的摩阻计算不同于等温管路的特点就在于：1．沿程水力坡降不是常数。由于热油沿管路的流动过程中，油温不断降低，粘度不断增大，水力坡降也就不断增大，所以热油管道的水力坡降线不是直线，而是一条斜率不断增大的曲线。2．应按一个加热站间距计算摩阻。因为在加热站进出口处油温发生突变，粘度也发生突变，从而水力坡降也发生突变，只有在两个加热站之间的管路上，水力坡降i的变化才是连续。二、计算热油管道摩阻方法热油管道摩阻计算有两种方法：1、平均温度计算法2、分段计算法3、基

2、于粘温关系的方法1、平均油温计算法输送含蜡原油的管路多在紊流光滑区工作，此时摩阻与粘度的0.25次方成正比，当加热站间起终点温度下的粘度相差不超过一倍时，取起终点平均温度下的粘度，用等温输管的摩阻计算方法计算一个加热站间的摩阻，误差不会太大。具体步骤是：1①计算加热站间油流的平均温度Tpj，Tpj(TR2TZ)3②由粘温特性求出温度为T时的油流粘度υ。pjpj③一个加热站间的摩阻为：2mmQpjhLR5mRD12、分段计算法当站间起终点粘度变化较大时，用站间平均温度法计算摩阻损失误差较大。此时可

3、将站间分成若干小段，分段计算管路的摩阻。其方法是：⑴将站间管路按管长或温度区间分成几段，各段的长度根据实际情况而定。一段每小段的温降不超过5℃，在非牛顿流体摩阻计算中有时需要按每小段温降1℃来划分。⑵从加热站出口开始，由温降公式逐段计算每一小段的起终点温度或每小段的长度，并计算其算术平均温度。对于第i小段，起终点温度分别为T和T，则其算术平ii+1均温度为T=(T+T)/2。若分段是按长度划分的，则每pjii+1段长度l已知，根据T和l，由温降公式求T；若分段iiii+1是按温度区间划分的，则T和T已知，可由

4、温降公式ii+1求得每小段的长度l。i⑶根据T计算对应的油品粘度υ及该小段的摩阻pjpj2mmQpjhlRi5miD1n则整个加热站间的摩阻为hRhRii1不论热油管线处于层流还是紊流，都可以采用分段计算法计算摩阻。分段越小，每段的温降越小，摩阻计算越精确，当然计算量也就越大。因此分段法更适合于计算机计算。3、由粘温关系式推导的摩阻计算式基本思路：以列宾宗公式为基本计算公式，在前述温降公式和粘温方程的基础上，列出热油管道摩阻计算的微分方程式，然后积分求解(该方法又称为理论公式法)。在距加热站出

5、口为L的地方取一微元段dl，此处油温为T，粘度为υ，管内径为D，微元段上的摩阻为：12mmQdhdlR5m①D1微元段的热平衡方程为：GcdTdl②KDTTb0粘温关系取粘温指数方程：eu(TTR)eu(TRT0b)eu(TT0b)③TRTR将式②③代入式①并整理得：hTRmu(TRT0b)mu(TT0b)dTdheeR④alTTbR0式中h为油温为T的等温输油管道的摩阻。TRRt令Aal且已知eRRdtEi(x)xt对④式积分整理得

6、：hhTRemu(TRT0b)Eimu(TTb)Eimu(TTb)RR0Z0AR简明地表示为hhlRTR式中：Δl—热油管道轴向温降摩阻修正系数l1emu(TRT0b)Eimu(TTb)Eimu(TTb)R0Z0AR上述公式可用于分析热油管道特性及其变化规律。帮助指导生产管理。但该公式要用到幂积分函数，计算较麻烦，给电算带来了一定的困难。另外，对于含蜡原油，粘温关系式用某一个方程描述也不合适，故工程上很少采用。最后强调一点无论采用什么方法

7、计算摩阻，都要先判断流态。如果中间有流态转变，则应分段计算摩阻。4、径向温降对摩阻的影响热油管道径向的速度和温度分布由于热油沿径向散热，所以油流在径向存在温度梯度，管中心温度较高，管壁处较低。径向温降的存在，使管内油品沿径向产生自然对流，加剧了油流的扰动，从而引起附加摩阻损失，通常用径向温降摩阻修正系数来表示。从而加热站间管路的摩阻损失为:hhlrRTR式中：Δr—径向温降摩阻修正系数；r(bi/y)ε—系数，层流为0.9，紊流为1.0ω—指数，层流为1/3~1/4，紊流为1/3~1/7

8、υ—管壁平均温度T下的油品运动粘度bibiυ—油流平均温度T下的油品运动粘度yy三、热油管道摩阻计算的分区含蜡原油在加热输送时可能发生流态和流型的转变，即当油温降至反常点时，管内流动由牛顿流型转变成非牛顿流型；或当粘度增大至某值时，虽然仍为牛顿流型，但流态却从紊流转入层流。牛顿体非牛顿体TRT反常点TZ牛顿紊流到牛顿层流的临界粘度为：4Q/DReLJ1LJ由υ可求得T，由轴向温降公式可求得