Uleiul încălzit, care se deplasează prin conducte, dă căldură mediului și se răcește treptat. Să selectăm o secțiune de lungime dx pe conductă și să elaborăm ecuația balanței de căldură pentru aceasta (Figura 7.2).
Fig. 7.2. Schema de calcul pentru încheierea legii de modificare a temperaturii uleiului de-a lungul lungimii conductei
Atunci când uleiul se deplasează în zona în cauză, se va răci până la dT și va pierde cantitatea de căldură pe unitate de timp (schimbarea conținutului de căldură)
unde G este debitul masic de ulei; c este capacitatea de căldură.
Semnul minus ia în considerare faptul că temperatura uleiului scade cu distanța de la punctul de încălzire (adică dT<0).
Modificarea temperaturii uleiului în conductă are loc din următoarele motive:
• eliberarea căldurii în mediul înconjurător
• ulei de încălzire datorită eliberării căldurii prin frecare
• ulei de încălzire datorită separării cristalelor de parafină
unde K este coeficientul total de transfer de căldură din petrol în mediu; D - diametrul intern al depozitelor în conductă; T este temperatura uleiului din secțiunea x; Aceasta este temperatura ambiantă; /, Este panta medie hidraulica; e este fracția de masă a parafinei în ulei; xn este căldura latentă a cristalizării parafinei; Tm. Temperatura Tcp, respectiv a punctului de început și sfârșit al depunerii de parafină.
După cum sa menționat deja, dq1 - cantitatea de căldură-teryaemo de ulei pe unitate de timp, in timp ce trece la un debit masic G pe dx distanța vym. Cantitatea DQ2 - l koliches-GUT dat căldură suprafață ulei prin tt * D-dx diferența de temperatură T la T0 și full-săpun are coeficient teplope DQ3 K. Valoarea poate fi interpretată ca închise (ne-rehodyaschuyu legea conservării energiei la căldură) -emuyu face pe unitatea de timp, atunci când deplasarea uleiului debitul masic Gu iDX depăși rezistența. În cele din urmă, ve-masca dq4 este produsul de greutate parafină Ge, alocă-scheysya pe unitate de timp, cu o scădere a temperaturii uleiului
În consecință, ecuația de echilibru termic pentru uleiul din secțiunea de țeavă cu lungimea dx va lua forma
Separând variabilele, ajungem
Integrarea laturii din stânga (7.2) de la 0 la x, iar partea dreaptă a lui Tn la 1 x), după o serie de transformări pe care le obținem
unde y, aL sunt coeficienții de calcul,
Coeficientul intern de transfer de căldură este determinat de formula
unde # 955; n - coeficientul de conductivitate termică a uleiului.
Din formulele de mai sus este evident că pentru proiectarea-SRI conducta „fierbinte“ este necesară în continuare pentru a avea date asupra coeficientului de conductivitate termică a solului, precum și căldura specifică și coeficientul de conductivitate termică de ulei.
- Modurile de curgere a uleiului în conductele "fierbinți"
In cele mai multe conducte de „fierbinte“ la un ulei inițial de tem-peratura care curge într-un regim turbulent. Cu toate acestea, după cum ne îndepărtăm de la punctele de încălzire ulei raceste, vâscozitatea acestuia este de montare, fluctuațiile turbulente ale alunițe fluidului slăbit și la o anumită distanță față de punctul de încălzire numărul Reynolds poate fi egal cu critica Rekr. în care o curgere turbulentă în veniturile cu regim laminar. Modul de curgere a uleiului, în care vâscozitatea acestuia datorită modificărilor în tubul firului apar flux simultan laminar și turbulent regimuri lea numite mixte.
Modificarea curentă a regimului de debit în conducta "fierbinte" trebuie luată în calcul la calculul hidraulic. Pentru aceasta este necesar să cunoaștem întinderea secțiunilor cu regim turbulent și flux laminar.
Lungimea secțiunii cu flux turbulent este
unde cp este capacitatea de căldură generalizată a uleiului;
KT yT este, respectiv, coeficientul total de transfer de căldură și coeficientul y pentru regimul de curgere turbulentă a uleiului.
În mod similar, este posibil să se exprime lungimea unei secțiuni cu flux laminar
unde Tc este temperatura uleiului la intrarea în punctul de încălzire.
Pentru Tcr <Тк в трубопроводе имеет место только турбулентный режим течения и расстояние между пунктами подогрева lТс равно
în timp ce pentru Tn <Ткр. режим течения в трубопроводе только ламинарный и расстояние между пунктами подогрева находится по формуле