Зная, что весовой расход нефти плотностью р = 930 кг/м3 с коэффициентом кинематической вязкости v = 4,5*10^-4 м2/с, транспортируемой трубопроводом диаметром d = 156 мм и длиной l = 5000 мм, равен G = 2*10^6 Н/ч, рассчитать величину потерь напора по длине и гидравлический уклон.

Для решения задачи по транспортировке нефти через трубопровод, мы можем использовать формулу Дарси-Вейсбаха, которая связывает потери напора, гидравлический уклон и другие параметры системы.

Формула Дарси-Вейсбаха выглядит следующим образом:

ΔP = (f * (l/d) * (v^2) * ρ) / 2,

где ΔP - потери напора, f - безразмерный коэффициент трения, l - длина трубопровода, d - диаметр трубы, v - скорость потока, ρ - плотность нефти.

1. Расчет безразмерного коэффициента трения f:
Для начала нам нужно найти значение безразмерного коэффициента трения f. Для этого можно использовать диаграмму Муни на основе числа Рейнольдса (Re) и отношения эпсилон/диаметр (ε/d).

Рассчитаем число Рейнольдса (Re):
Re = (ρ * v * d) / μ,
где μ - кинематическая вязкость нефти.

Заметим, что кинематическая вязкость v дана в м2/с, поэтому ее нужно перевести в мм2/с:
v = 4.5 * 10^-4 * 10^6 = 450 мм2/с.

Подставим данные в формулу числа Рейнольдса и рассчитаем его значение:
Re = (930 * 450 * 156) / 450 * 10^-3 = 87840.

Теперь, используя значение числа Рейнольдса, найдем соответствующее значение безразмерного коэффициента трения f на диаграмме Муни или в таблице Moody. Предположим, что значение f = 0.023.

2. Расчет потерь напора по длине:
Используя значение безразмерного коэффициента трения f, длину трубопровода l, диаметр трубы d, скорость потока v и плотность нефти ρ, подставим все в формулу Дарси-Вейсбаха и рассчитаем потери напора по длине (ΔP):

ΔP = (0.023 * (5000 / 156) * (450^2) * 930) / 2.

Рассчитаем значение ΔP:
ΔP = 1600.36 Н/м2.

3. Расчет гидравлического уклона:
Гидравлический уклон (i) можно выразить через потери напора по длине (ΔP), плотность нефти (ρ) и ускорение свободного падения (g):
i = ΔP / (ρ * g).

Значение ускорения свободного падения g приближенно равно 9.8 м/с2.

Подставим данные и рассчитаем значение гидравлического уклона:
i = 1600.36 / (930 * 9.8).

Рассчитаем значение i:
i ≈ 0.175 м/м.

Таким образом, величина потерь напора по длине равна 1600.36 Н/м2, а гидравлический уклон равен приблизительно 0.175 м/м.