Определение толщины стенки трубопровода. Проверка прочности и устойчивости надземных трубопроводов.

Исходные данные:

Максимальное давление – Р = 0,96 МПа;

Коэффициент перегрузки по рабочему давлению n = 1,15;

Наружный диаметр трубопровода – D _Т, = 1020мм;

Коэффициент условий работы m = 0,9;

Коэффициенты надежности по материалу  = 1,55;

Коэффициенты надежности по материалу  = 1,15;

Коэффициент надежности по назначению трубопровода = 1;

;

 МПа;

Коэффициент линейного расширения металла трубы - ;

Модуль упругости металла - ;

Температурный перепад ;

Расчет толщины стенки трубопровода:

Толщина стенки трубы, работающей под давлением, определяется по формуле:                                 

           ,                                           (6)

где n – коэффициент перегрузки по рабочему давлению

R₁ – расчетное сопротивление материала труб растяжению или сжатию:

,                                         (7)

где  - нормативное сопротивление, равное минимальному значению ;

 - коэффициент условий работы (зависит от категории трубопровода)

- коэффициенты надежности по материалу (зависит от характеристики трубы и марки стали)

- коэффициент надежности по назначению трубопровода (зависит от вида перекачиваемого продукта, диаметра и давления)

При наличии в трубопроводе продольной силы используется формула:

,                                (8)

где  - коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб:

,               (9)

где  - абсолютное значение продольных напряжений.

Если >0, то напряжения растягивающие и =1.

,                       (10)

где  - коэффициент линейного расширения металла труб, град^-1;

- перепад температур (принимается со знаком + при нагревании);

так как <0 то

Т.к. Волжский трубопрокатный завод выпускает трубы с нормированной толщиной стенки,  примем .

Проверку на прочность подземных трубопроводов в продольном направлении следует производить из условия:

                                                                        (1.2.7)

где s_пр.N - продольное осевое напряжение от расчетных нагрузок и воздействий, МПа;

коэффициент, учитывающий двухосное напряженное состояние металла труб, при растягивающих осевых продольных напряжениях (s_пр.N ³ 0) принимаемый равным единице, при сжимающих (s_пр.N < 0) определяемый по формуле:

,     

 кольцевые напряжения от расчетного внутреннего давления, МПа, определяемые по формуле:

         

Подставив необходимые данные, запишем условие:

Условие выполняется, следовательно, уточнения толщины стенки труб не требуется. 

Определение времени истечения нефти из резервуара

Коэффициент расхода μ=0,45 .

Элементарный объем нефти , прошедшей через отверстие за бесконечно малый промежуток времени , рассчитывают по формуле

где z – высота нефти в резервуаре в данный момент времени;

 –проходное (сливное) сечение отверстия.

Скорость истечения из отверстия равна

                                           ^.

Высота z в течение времени  считают постоянной. В действительности за это время уровень нефти в резервуаре опустится на величину  и объем нефти в нем изменится на  (S – площадь нефти для цилиндрического вертикального резервуара диаметром D_P, она равна ). Знак «минус» взят потому, что с течением времени высота zуменьшается и, следовательно,  будет отрицательной.

Вследствие неразрывности потока

откуда

                                   .

Полное время опорожнения резервуара определяют в результате интегрирования уравнения

где z_Н – высота нефти в резервуаре до начала истечения.

Меняя пределы интегрирования в правой части, принимая коэффициент расхода  и вынося постоянные за знак интеграла, будем иметь

После интегрирования получим выражение:

      

                                       

---

Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 454; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!