裝卸鶴管收發(fā)油進(jìn)行水力計(jì)算分析說明
對(duì)裝卸鶴管收發(fā)油過程中的水力平衡模型進(jìn)行了分析，對(duì)數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行了研充，對(duì)水力過程進(jìn)行迭代求釁，程序可用于油庫設(shè)計(jì)及改送讓程中的計(jì)算、分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)。
裝卸鶴管收發(fā)油是油庫油品裝卸的主要方式。在油庫設(shè)計(jì)、改造過程中對(duì)管路的水力平衡及校核過程均涉及到對(duì)裝卸鶴管的水力計(jì)算，然而由于裝卸鶴管數(shù)目多，運(yùn)行時(shí)的組合方案多，其水力計(jì)算過程較為復(fù)雜，需要對(duì)其計(jì)算過程進(jìn)行編程。通過水力計(jì)算分析，建立裝卸鶴管收發(fā)油的水力平衡方程，確定了數(shù)值計(jì)算方法，用于對(duì)裝卸鶴管收發(fā)油進(jìn)行水力計(jì)算。
1水力計(jì)算分析
1.1基本方程
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裝卸鶴管收發(fā)油時(shí)一般由離心泵提供動(dòng)力，泵機(jī)的 |
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特征曲線方程為， |
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H=a—bQz |
⑴ |
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管道摩阻公式=驚 |
(2) |
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沿程摩阻系數(shù)計(jì)算公式， |
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丄=_傾亠+251 VTg7'42ReVT |
(3) |
1.2水力平衡方程
裝卸鶴管收發(fā)油的作業(yè)布置方式一般有兩種，一側(cè)和對(duì)稱排列收發(fā)油，一側(cè)排列方式為裝卸鶴管在主管路的一側(cè)依次展開。對(duì)稱排列方式為裝卸鶴管在主管路的兩邊對(duì)稱依次展開。主管路、分支管路、以及裝卸鶴管的流量、管徑均有差別，設(shè)主管路流量為Q。揚(yáng)程為開n個(gè)裝卸鶴管，各裝卸鶴管流量依次為Ql,Qz，Q3,……Qn,裝卸鶴管摩阻損耗為hu,裝卸鶴管相應(yīng)支管摩阻為主管摩阻及管路高差為H-則有如下關(guān)系：
水力平衡方程為：因此，問題變?yōu)閷?duì)n個(gè)未知量解Q,,Q2,Q3,Q„解n—l個(gè)如(7)式形式的方程加(4)式組成的方程組的問題，約束條件為(5)式。采用常規(guī)解法相對(duì)復(fù)雜，同時(shí)(3)式為隱式方程，采用常規(guī)解法亦很困難，因此，采用計(jì)算機(jī)編程對(duì)上訴方程進(jìn)行迭代求解。
2數(shù)值計(jì)算方法對(duì)于(7)式,i=n—1時(shí)，只有Qn-t.Qn兩個(gè)未知量，對(duì)Q”賦初值，通過迭代解(7)式可求得Qi,如此從后至前，依次遞推，可求得各分支管路的流量、泵流量及沿程總摩阻，將求得的結(jié)果代入(4)式校核，若沿程摩阻大于泵揚(yáng)程，則減小Q的值，反之，則增大Qn,如此反復(fù)，直至沿程總摩阻與泵揚(yáng)程的差值在給定精度范圍內(nèi)，退出循環(huán)。按以上計(jì)算思路編程，主要計(jì)算程序框圖如圖1所示。
某油庫，棧橋共有航煤裝卸鶴管12根，間距12米，支管內(nèi)徑100mm,主管內(nèi)徑150mm,管材為無縫鋼管，泵機(jī)采用變頻器調(diào)節(jié)。對(duì)裝卸鶴管收油單側(cè)和對(duì)稱布置情況的運(yùn)行工況進(jìn)行了模擬計(jì)算研究。計(jì)算結(jié)果如圖2所示。
裝卸鶴管收發(fā)油工況的水力計(jì)算方法進(jìn)行了理論分析，采用計(jì)算機(jī)編程，用數(shù)值迭代方法進(jìn)行了求解，程序的實(shí)現(xiàn)可對(duì)其組合方案進(jìn)行科學(xué)研究，可用于油庫設(shè)計(jì)、改造中的計(jì)算、校核等各環(huán)節(jié)，保證計(jì)算過程中的準(zhǔn)確性，并降低技術(shù)人員的工作強(qiáng)度。
