Мұнай тұтқырлығын эмпирикалық формулалар бойышна есептеу

Пән: Мұнай, Газ
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 5 бет
Таңдаулыға:

Мұнай тұтқырлығын эмпирикалық формулалар

бойышна есептеу.

Тапсырма:

Тұтқырлықты Вальтер, Рейнольдс-Филоновтың эмпирикалық

формулалары бойынша есептеу

Коэффициеттерді таңдау

Қысқаша теориялық мағлұмат

Тұтқырлық - мұнайдың қорын анықтауға, мұнайды өндіруді жобалауда, оны тасымалдаудың түрін таңдауда және оны өңдеудің сұлбасын анықтаудағы - негізгі параметр болып табылады. Мұнай мен мұнай өнімдерінің тұтқырлығы сұйықтың құбырөткізгіштегі қохғалысы кезіндегі кедергіге ие болу қасиеті болып табылады. Тұтқырлықтың температураға тәуелділігі Вальтер мен Рейнольдс-Филонов (басқа да формулалар бар) формулалары арқылы анықталады. Вальтер формуласының дәлдігі жоғары, алайда, формула өте күрделі. Сондықтан да есептеулерде Рейнольс-дс-Филоновтың формуласын жиі қолданады.

(1)

мұндағы и - вискограмманың күрт өзгері коэффициенті болып табылады. Егер екі түрлі температурадағы тұтқырлық шамасы белгілі болса, онда

(2)

Бұл формула Т ₂ <T<T ₁ аралығын ғана қанағаттандырады.

Вольтер формуласы төмендегідей сипатталады:

lg lg ( ν +0, 8) = a + b ∙lg T (3)

мұндағы эмпирикалық коэффициенттер

a = lg lg ( ν ₁ +0, 8) - b ∙lg T ₁ , b =lg[lg( ν ₁ +0, 8) / lg( ν ₂ +0, 8) ] /lg( T ₁ / T ₂ ) (4)

мұндағы ν - кинематикалық тұткырлық ( ν - T температурасында, ν ₁ - T ₁ температурасында, ал ν ₂ - T ₂ температурасында), мм ² /с; Т - абсолютті температура, К.

1-кесте- Кейбір мұнай мен мұнай өнімдерінің шақтамалы параметрлері

Мұнай және мұнай өнімдері

ρ ₂₉₃ , кг/м ³

Т _қат , К

Берілген температурадағы кинематикалық тұтқырлық,

мм ² /с

283

288

293

303

313

323

333

Мұнай және мұнай өнімдері: Өзен мұнайы

ρ293, кг/м3: 848

Тқат, К: 300

Берілген температурадағы кинематикалық тұтқырлық,мм2/с: -

7850

2880

270

Мұнай және мұнай өнімдері: Жетібай мұнайы

ρ293, кг/м3: 858

Тқат, К: 300

Берілген температурадағы кинематикалық тұтқырлық,мм2/с: 5350

1640

Мұнай және мұнай өнімдері: Қыстық дизель отыны

ρ293, кг/м3: 845

Тқат, К: 253

Берілген температурадағы кинематикалық тұтқырлық,мм2/с: 7

3, 1

Мұнай және мұнай өнімдері: Жазғы дизельдік отын

ρ293, кг/м3: 835

Тқат, К: 253

Берілген температурадағы кинематикалық тұтқырлық,мм2/с: 8

4, 5

4, 2

Мұнай және мұнай өнімдері:

Авиабензин

Б-70

ρ293, кг/м3: 785

Тқат, К: -

Берілген температурадағы кинематикалық тұтқырлық,мм2/с: 0, 85

0, 7

0, 56

0, 46

Мұнай және мұнай өнімдері:

Бензин

А76

ρ293, кг/м3: 780

Тқат, К: -

Берілген температурадағы кинематикалық тұтқырлық,мм2/с: 0, 64

0, 58

0, 52

0, 47

Мұнай және мұнай өнімдері:

Бензин

АИ-93

ρ293, кг/м3: 760

Тқат, К: -

Берілген температурадағы кинематикалық тұтқырлық,мм2/с: 0, 70

0, 63

0, 57

0, 53

мұндағы ρ ₂₉₃ - мұнайдың құбырға жабысып қалатындай қатаю темтемпературасы.

Рейнольдс саны (ағылшын ғалымы О. Рейнольдстың атымен) - инерциялық күш пен тұтқырлық күш арасындағы қатынасты анықтайтын, тұтқыр сұйықтық пен газ ағысының ұқсастық критерилерінің бірі: Re=μ/λυρ ағынның жылдамдығы мен сызықтық өлшемі. Сұйықтық ағысының режимі кризистік Рейнольдс саны (R _eкр ) арқылы сипатталады. Егер Рейнольдс саны өзінің кризистік мәнінен төмен болса (λ және υ - газ немесе сұйықтық тұтқырлығының динамикалық коэффицентімен, μ - тығыздық, ρ, мұндағы R _eк <R _e ), онда сұйықтық ағысы ламинарлық ағысқа, жоғары болса ( R _eк >R _e ) турбуленттік ағысқа жатады. Мысалы: дөңгелек цилиндр құбырдағы тұтқыр сұйықтықтың ағысы үшін R _eкр =230

Сораптардың негізгі техникалық көрсеткіштері

Сораптың көлемдік берілісі Q (м ³ /с) - сораптың бірлік уақыт ішіндегі беретін көлемі. Бұдан басқа массалық беріліс Q _m (кг/с) және иверстік беріліс деген ұғымдар да қолданылады.

Сораптың берілісі - сораптың геометриялық өлшемдеріне, қозғалатын бөліктерінің жылдамдығына және құбырөткізгіштің сорапқа байланысты гидравликалық кедергісіне де байланысты.

Сораптың идеал берілісі Q _ИД - сорап берілісі Q мен сораптың көлемдік шығының, яғни саңылаулардаан ағып кеткен берілістің қосындысы ΔQ _ш :

Q _ИД = Q + ΔQ _ш (5)

Көлемдік сораптың жұмыстық көлемі q - жұмыстық бөліктің қос жүрісіндегі немесе біліктің бір айлалымы кезіндегі жұмыс камерасының ең үлкен және ең кіші көлемдерінің айырмашылығы.

Сораптың р қысымы келесі тәуелділікпен анықталады.

р = р _н - р _в +ρ·( υ _н ² - υ _в ² ) /2+ρ·g·( z _н - z _в ) (6)

мұндағы р _н және р _в - сораптың кіре берістегі және шыға берістегі қысымы (сору мен айдау қысымы) ; υ _н және υ _в - кіре беріс пен шыға берістегі сұйықтың орташа жылдамлықтары; z _н и z _в - кіре берістің және шыға берістің қимасының ауырлық центрлерінің биіктіктері

Сораптың сындық қысымы -сорыптың конструкциясына есептелген шыға берісіндегі ең үлкен қысым

Сораптың арыны ( Н) - айдалып жатқан сұйықтың биіктігімен сипатталатын, сораптын кіре берісін мен шыға берісіндегі меншікткі энегиялар айырмашалағы. Сораптың арыны қысыммен мынайдай тәуелділікте байланысқан: Н = р /γ. Сораптың арының оған қосылған манометрлер мен мановакуумметрлер көмегімен төмендегі форуламен анықтауға болады:

Н= ( р _ман /γ) +( р _вак /γ) + h ₀ +( υ _н ² - υ _в ² ) /(2·g) (7)

мұндағы р _ман және р _вак - манометр мен мановакууметрдің қысым көрссеткіштері; h ₀ - манометр мен мановакууметрдің байланысу арасындағы вертикаль арақашықтық; υ _н және υ _в - қысымды таңдау аймағындағы сұйықтың жылдамдығы.

Егер сораптың кіру аймағындағы қысым атмосфералықтан төмен болса, онда теңдіутің екінші мүшесі теріс сан болып табылады. Егер айдау жіне сору құбырлаырының диаметрилері бірдей болса ( d _в = d _н ), онда теңдіктің соңғы мүшесі нолге тең.

Сораптың қуаты N - сораптың тұтынатын қуаты:

N=M ·ω (8)

мұндағы M - сорап білігіндегі айналдырушы момент; ω - біліктің айналу жиілігі.

Сорапты агрегаттың қуаты - сорапты агрегаттың немесе сораптың өзі тұтынатын қауты, конструкцияға қозғалтқыштың буындары да кіреді.
сораптың пайдалы қуаты N _n - сораптың сұыққа беретін қуаты:

N _n =Q · р = Q·γ·H = G·H (9)

Сораптың ПӘК-і η - пайдалы қуаттың сорап қуатына қатынасыа:

η=N _n /N (10)

Жұмыстың орындалуы

Ортадан тепкіш сораптардың паспортында оның суға қарасты сипаттамалры көрсетілген. Тұтқырлығы төмен мұнай мен мұнай өнімдерінде осы сипаттамалры өзгерілмейді. Алайда тұтқырлығы асқан сайын сорап көрсеткіштері төмендейді.

Мұнайды айдайтын сораптардың H _v , Q _v , η _v сипаттамалары, судың белгілі H _в , Q _в , η _в параметрлерін қолдана отырып, былайша анықтайды:

$H_{v} = k_{H} \bullet H_{в}$ ; $\ Q_{v} = k_{Q} \bullet Q_{в}$ ; $\eta_{v} = k_{\eta} \bullet \eta_{в}$ (11)

мұндағы k _H , k _Q , k _η , - сораптың арыны, ПӘК-і және берілімін судағы есептеген сипаттамаларды тұтқырлығына көшіруге арналған коэффициенттер.

Жұмыстық дөңгелегі бар сораптың, біржақты немесе екіжақты кірістері бар сораптарда бұл k _H , k _Q , k _η коэффициенттерді есептеуге арналған формулалар бөлек.

Шапшаңдылық коэффициенті 50≤n _s ≤130, магистральдықтан басқа, сораптарда коэффициенттерді есептеу тек мына шарт

$v^{H} > v > v^{в}$ (12)

-орындалғанда ғана жүзеге асыруға болады. Мұндағы; v-температурадағы тұтқырлығы жоғары мұнайды айдауғандағы кинематикалық тұтқырлық: $v^{в}және\ v^{Н}$ - сораптың сипаттамаларын қайта есептеуді қажет ететін, тұтқырлықтың ең төмен және ең жоғары мәндері.

$v^{H} = 7. 5 \bullet 10^{- 6} \bullet \frac{Q_{в. опт}}{\sqrt{Д_{2} \bullet b_{2}}}$ (13)

$v^{в} = 2. 6 \bullet 10^{- 4} \bullet \frac{Q_{в. опт}}{\sqrt{Д_{2} \bullet b_{2}}}$ (14)

$Q_{в. опт}$ -судағы ПӘК-і ең жоғары мәнеге ие болғандағы, сораптың берілісі. $Д_{2}және\ b_{2}$ жұмыстық дөңгелектің сыртқы диаметрі мен қалақшаларының ені. Егер v≤v ^H болса, онда сипаттамаларды қайта есептеу керек емес, себебі сорап автомодельді аймақта жұмыс істейді. Ал егер v≥v ^H болса, онда сорапты басқа сорапты қолдану керек.

Анықтаушы сипаттама ретінде Рейнольдс санының келесі жазбасы қолданылады;

${Re}_{H} = 0. 527 \bullet \frac{Q_{в. опт}}{\sqrt{Д_{2} \bullet b_{2}}}$ (15)

мұндағы $Д_{2}және\ b_{2}$ жұмыстық дөңгелектің сыртқы диаметрі мен қалақшаларының ені.

Сұйықтың бір жақты кіреберісі, жұмыстық дөңгелегі бар ортадан тепкіш сораптарының k _H , k _Q , k _η коэффициеттерінің өзгеруіне байланысты, үш зона бар. Сол аймақтардың аралығында гидравликалық кедергінің өзіндік заңдары әсер етеді.

$k_{Q} = \left\{ \begin{array}{r} егер\ 100 < Re_{H} \leq 600\ болса, \ онда\ \ \ \ \ \ - 0. 774 + 0. 580 \bullet lgRe_{H} \\ егер\ 600 < Re_{H} < 7000болса, \ онда\ \ \ \ \ \ \ \ 0, 412 + 0, 153 \bullet lgRe_{H} \\ егер\ Re_{H} \geq 7000, \ онда\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 1\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \end{array} \right. \$ (16)

$k_{H} = k_{Q}^{\frac{2}{3}};$ (17)

$k_{H} = \left\{ \begin{array}{r} егер\ 100 < Re_{H} \leq 2300\ болса, \ онда\ \ \ \ \ \ - 0. 852 + 0. 483 \bullet lgRe_{H} \\ егер\ 2300 < Re_{H} < 5болса, \ онда\ \ \ \ \ \ \ \ 0, 210 + 0, 170 \bullet lgRe_{H} \\ егер\ Re_{H} \geq 5, \ онда\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 1\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \end{array} \right. \$ (18)

Басты сипаттама ретінде жұмыстық дөңгелектегі ағыны болатын магистральды ортадан тепкіш сораптырды есептегедегі әдістемеде Рейнольдс санының басқа жазбасын қолданады:

$Re_{H} = \frac{n \bullet D_{2}^{2}}{v}$ (19)

мұндағы n -ротордың айналым саны (айн/сағ) .

Суда есептелген сипаттамаларды тұтқылығы жоғары мұнайдікіне ауыстыру,

$Re_{П} = 3. 16 \bullet 10^{5} \bullet n_{s}^{- . 0305}$ (20)

-формуласымен анықталатын өтпелі $Re_{П}$ Рейнольдс санының мәні $Re_{H}$ шамасы артық болғанда есептеу керек. Мұндағы $n_{s}^{\ }$ - сораптың шапшаңдылығы, ол: