裝卸鶴管收發(fā)油進(jìn)行水力計(jì)算分析說明
對裝卸鶴管收發(fā)油過程中的水力平衡模型進(jìn)行了分析，對數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行了研充，對水力過程進(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)、改造過程中對管路的水力平衡及校核過程均涉及到對裝卸鶴管的水力計(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。對稱排列方式為裝卸鶴管在主管路的兩邊對稱依次展開。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?/font>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)編程對上訴方程進(jìn)行迭代求解。
2數(shù)值計(jì)算方法對于(7)式,i=n—1時(shí)，只有Qn-t.Qn兩個(gè)未知量，對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)。對裝卸鶴管收油單側(cè)和對稱布置情況的運(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。
