装卸鹤管收发油进行水力计算分析说明
对装卸鹤管收发油过程中的水力平衡模型进行了分析,对数值计算方法进行了研充,对水力过程进行迭代求衅,程序可用于油库设计及改送让程中的计算、分析、优化设计等环节。
装卸鹤管收发油是油库油品装卸的主要方式。在油库设计、改造过程中对管路的水力平衡及校核过程均涉及到对装卸鹤管的水力计算,然而由于装卸鹤管数目多,运行时的组合方案多,其水力计算过程较为复杂,需要对其计算过程进行编程。通过水力计算分析,建立装卸鹤管收发油的水力平衡方程,确定了数值计算方法,用于对装卸鹤管收发油进行水力计算。
1水力计算分析
1.1基本方程
装卸鹤管收发油时一般由离心泵提供动力,泵机的 |
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特征曲线方程为, |
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H=a—bQz |
⑴ |
管道摩阻公式=驚 |
(2) |
沿程摩阻系数计算公式, |
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丄=_倾亠+251 VTg7'42ReVT |
(3) |
1.2水力平衡方程
装卸鹤管收发油的作业布置方式一般有两种,一侧和对称排列收发油,一侧排列方式为装卸鹤管在主管路的一侧依次展开。对称排列方式为装卸鹤管在主管路的两边对称依次展开。主管路、分支管路、以及装卸鹤管的流量、管径均有差别,设主管路流量为Q。扬程为开n个装卸鹤管,各装卸鹤管流量依次为Ql,Qz,Q3,……Qn,装卸鹤管摩阻损耗为hu,装卸鹤管相应支管摩阻为主管摩阻及管路高差为H-则有如下关系:
水力平衡方程为:因此,问题变为对n个未知量解Q,,Q2,Q3,Q„解n—l个如(7)式形式的方程加(4)式组成的方程组的问题,约束条件为(5)式。采用常规解法相对复杂,同时(3)式为隐式方程,采用常规解法亦很困难,因此,采用计算机编程对上诉方程进行迭代求解。
2数值计算方法对于(7)式,i=n—1时,只有Qn-t.Qn两个未知量,对Q”赋初值,通过迭代解(7)式可求得Qi,如此从后至前,依次递推,可求得各分支管路的流量、泵流量及沿程总摩阻,将求得的结果代入(4)式校核,若沿程摩阻大于泵扬程,则减小Q的值,反之,则增大Qn,如此反复,直至沿程总摩阻与泵扬程的差值在给定精度范围内,退出循环。按以上计算思路编程,主要计算程序框图如图1所示。
某油库,栈桥共有航煤装卸鹤管12根,间距12米,支管内径100mm,主管内径150mm,管材为无缝钢管,泵机采用变频器调节。对装卸鹤管收油单侧和对称布置情况的运行工况进行了模拟计算研究。计算结果如图2所示。
装卸鹤管收发油工况的水力计算方法进行了理论分析,采用计算机编程,用数值迭代方法进行了求解,程序的实现可对其组合方案进行科学研究,可用于油库设计、改造中的计算、校核等各环节,保证计算过程中的准确性,并降低技术人员的工作强度。