ЩЩЗ. 1. цели и задачи дисциплины 1
 Скачать 1.03 Mb.
|
|
1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ 1.1. Цели дисциплины познакомить студентов с основами проектирования трубопроводных систем, развить навыки и умения пользования нормативно-технической документацией и выполнения расчетов трубопроводных систем транспорта углеводородов, связанных с реализацией проектных решений. 1.2. Задачи освоения дисциплины владение теоретическими основами проектирования трубопроводных систем транспорта углеводородов теоретическое и практическое освоение методов расчета трубопроводных систем, методов проектирования и решения задач в области эксплуатации и обслуживания объектов трубопроводного транспорта формирование у студентов навыков самостоятельного изучения информации по проблемам транспорта углеводородов. 2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ОПОП Дисциплина Основы проектирования трубопроводных систем относится к дисциплинам вариативной части блока Б. 3. ПЕРЕЧЕНЬ ПЛАНИРУЕМЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ ОБУЧЕНИЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ Процесс изучения дисциплины Основы проектирования трубопроводных систем направленна формирование следующих компетенций: ПК-25 - способностью использовать физико-математический аппарат для решения расчетно-аналитических задач, возникающих входе профессиональной деятельности Компетенция Результаты обучения характеризующие сформированность компетенции ПК-25 Знать нормативные документы, действующие инструкции, методики проектирования и математический аппарат для проектирования объектов трубопроводной транспортной системы. Уметь использовать математический аппарат для выполнения типовых расчетов в рамках проектных и технологических работ при проектировании объектов трубопроводной транспортной системы Владеть математическими методами для проектирования объектов трубопроводной транспортной системы 4. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ Общая трудоемкость дисциплины Основы проектирования трубопроводных систем составляет 5 з.е. Распределение трудоемкости дисциплины по видам занятий очная форма обучения Виды учебной работы Всего часов Семестры 7 Аудиторные занятия (всего 54 54 В том числе Лекции 18 18 Практические занятия (ПЗ) 18 18 Лабораторные работы (ЛР) 18 18 Самостоятельная работа 90 90 Курсовой проект + + Часы на контроль 36 36 Виды промежуточной аттестации - экзамен + + Общая трудоемкость академические часы зач.ед. 180 5 180 5 заочная форма обучения Виды учебной работы Всего часов Семестры 9 Аудиторные занятия (всего 16 16 В том числе Лекции 4 4 Практические занятия (ПЗ) 6 6 Лабораторные работы (ЛР) 6 6 Самостоятельная работа 155 155 Курсовой проект + + Часы на контроль 9 9 Виды промежуточной аттестации - экзамен + + Общая трудоемкость академические часы зач.ед. 180 5 180 5 5. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ МОДУЛЯ 5.1 Содержание разделов дисциплины и распределение трудоемкости по видам занятий очная форма обучения № п/п Наименование темы Содержание раздела Лекц Прак зан. Лаб. зан. СРС Всего, час 1 Введение. Трубопроводные системы обзор проблем, возникающих при транспорте энергоносителей Введение. Трубопроводные системы обзор проблем, возникающих при транспорте энергоносителей - - - 2 2 Физические и Физические и химические 2 2 - 2 8 химические свойства нефти и нефтепродуктов свойства нефти и нефтепродуктов Введение в гидравлический расчет трубопровдных систем - гидравлические режимы работы нефте - и нефтепродуктопрово- дов (метод расчета) Введение в гидравлический расчет трубопровдных систем - гидравлические режимы работы нефте - и нефтепродуктопрово-дов метод расчета) 2 2 4 4 12 4 Гидравлический расчет трубопровдных систем участки нефте - и нефтепродуктопровод ов с лупингами и вставками. Гидравлический расчет трубопровдных систем участки нефте - и нефтепродуктопроводов с лупингами и вставками. 2 2 4 4 12 5 Совместная работа насосных станций и трубопровода Совместная работа насосных станций и трубопровода 2 4 4 4 14 6 Перекачка высоковязких нефтей с подогревом Перекачка высоковязких нефтей с подогревом 2 2 6 4 12 7 Последовательная перкачка светлых нефтепродуктопровод ов по трубопроводам. Последовательная перкачка светлых нефтепродуктопроводов по трубопроводам. 2 2 - 4 8 8 Расчет сложных нефте - и нефтепродуктопрово- дов. Расчет сложных нефте - и нефтепродуктопроводов. 4 4 - 68 76 Итого 18 18 18 90 144 заочная форма обучения № п/п Наименование темы Содержание раздела Лекц Прак зан. Лаб. зан. СРС Всего, час 1 Введение. Трубопроводные системы обзор проблем, возникающих при транспорте энергоносителей Введение. Трубопроводные системы обзор проблем, возникающих при транспорте энергоносителей - - 4 6 2 Физические и химические свойства нефти и нефтепродуктов Физические и химические свойства нефти и нефтепродуктов - 2 15 19 3 Введение в гидравлический расчет трубопровдных систем - гидравлические режимы работы нефте - и нефтепродуктопрово- дов (метод расчета) Введение в гидравлический расчет трубопровдных систем - гидравлические режимы работы нефте - и нефтепродуктопрово-дов метод расчета) - - 2 15 17 4 Гидравлический расчет трубопровдных систем участки нефте - и нефтепродуктопровод Гидравлический расчет трубопровдных систем участки нефте - и нефтепродуктопроводов с лупингами и вставками. - 2 2 15 19 ов с лупингами и вставками. 5 Совместная работа насосных станций и трубопровода Совместная работа насосных станций и трубопровода - 2 - 15 17 6 Перекачка высоковязких нефтей с подогревом Перекачка высоковязких нефтей с подогревом - - - 15 15 7 Последовательная перкачка светлых нефтепродуктопровод ов по трубопроводам. Последовательная перкачка светлых нефтепродуктопроводов по трубопроводам. - 2 - 15 17 8 Расчет сложных нефте - и нефтепродуктопрово- дов. Расчет сложных нефте - и нефтепродуктопроводов. 61 61 Итого 4 6 6 155 171 5.2 Перечень лабораторных работ Лабораторная работа №1 - Расчет гидравлического режима совместной работы участка нефтепровода и нефтеперекачивающей станции Лабораторная работа №2 - Расчет гидравлического режима совместной работы НПС и сложного участка нефтепровода (с вставками или лупингом)» Лабораторная работа №3 - Расчет гидравлического режима работы участка нефтепровода с промежуточными нефтеперекачивающими станциями Лабораторная работа №4 - «Термогидравлический расчет участка трубопровода при перекачке нефтей и нефтепродуктов с подогревом 6. ПРИМЕРНАЯ ТЕМАТИКА КУРСОВЫХ ПРОЕКТОВ РАБОТ И КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ В соответствии с учебным планом освоение дисциплины предусматривает выполнение курсового проекта в 7 семестре для очной формы обучения, в 9 семестре для заочной формы обучения. Примерная тематика курсового проекта Гидравлический расчет сложного нефтепровода Задачи, решаемые при выполнении курсового проекта • Подбор диаметров участков проектируемого нефтепровода • Подбор оборудования насосной станции (насосов и обоснование режимов допустимой эксплуатации) • Поверочный расчет системы (фактическое падения давления на участках) Курсовой проект включат в себя графическую часть и расчетно- пояснительную записку. 7. ОЦЕНОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ 7.1. Описание показателей и критериев оценивания компетенций на различных этапах их формирования описание шкал оценивания 7.1.1 Этап текущего контроля Результаты текущего контроля знаний и межсессионной аттестации оцениваются последующей системе аттестован не аттестован. Компе- тенция Результаты обучения, характеризующие сформированность компетенции Критерии оценивания Аттестован Не аттестован ПК-25 Знать нормативные документы, действующие инструкции, методики проектирования и математический аппарат для проектирования объектов трубопроводной транспортной системы. Активная работа на практических занятиях, отвечает на теоретические вопросы при защите курсового проекта Выполнение работ в срок, предусмотренный в рабочих программах Невыполнение работ в срок, предусмотренный в рабочих программах Уметь использовать математический аппарат для выполнения типовых расчетов в рамках проектных и технологических работ при проектировании объектов трубопроводной транспортной системы Решение стандартных практических задач, написание курсового проекта Выполнение работ в срок, предусмотренный в рабочих программах Невыполнение работ в срок, предусмотренный в рабочих программах Владеть математическими методами для проектирования объектов трубопроводной транспортной системы Решение прикладных задач в конкретной предметной области, выполнение плана работ по разработке курсового проекта Выполнение работ в срок, предусмотренный в рабочих программах Невыполнение работ в срок, предусмотренный в рабочих программах 7.1.2 Этап промежуточного контроля знаний Результаты промежуточного контроля знаний оцениваются в 7 семестре для очной формы обучения, 9 семестре для заочной формы обучения по четырехбалльной системе отлично хорошо удовлетворительно неудовлетворительно. Компе- тенция Результаты обучения, характеризующие сформированность компетенции Критерии оценивания Отлично Хорошо Удовл. Неудовл. ПК-25 Знать нормативные документы, действующие инструкции, методики проектирования и математический аппарат для проектирования объектов трубопроводной транспортной системы. Тест Выполнение теста на 90- 100% Выполнение теста на 80- 90% Выполнение теста на 70- 80% В тесте менее 70% правильных ответов Уметь использовать математический аппарат для выполнения типовых расчетов в рамках проектных и технологических работ при проектировании объектов трубопроводной транспортной системы Решение стандартных практических задач Задачи решены в полном объеме и получены верные ответы Продемонстрирован верный ход решения всех, ноне получен верный ответ во всех задачах Продемонстрирован верный ход решения в большинстве задач Задачи не решены Владеть математическими методами для проектирования объектов трубопроводной транспортной системы Решение прикладных задач в конкретной предметной области Задачи решены в полном объеме и получены верные ответы Продемонстрирован верный ход решения всех, ноне получен верный ответ во всех задачах Продемонстрирован верный ход решения в большинстве задач Задачи не решены 7.2 Примерный перечень оценочных средств типовые контрольные задания или иные материалы необходимые для оценки знаний умений навыков и или опыта деятельности 7.2.1 Примерный перечень заданий для подготовки к тестированию 1. Единицы измерения плотности в системе СИ a. мм b. кг/м3 c. м3/сутки d. нет правильного ответа Чему равен м водного столба a) 133 Па b) 0,01 МПа c) 133 МПа d) 1 МПа. Что означает понятие кавитация a) Образование пузырьков в жидкости b) Объѐмные потери в насосе c) Потери напора при движении жидкости d) Местное гидравлическое сопротивление. Закончите предложение Турбулентное течение жидкости – это …» a) течение жидкости, при котором частицы жидкости совершают неустановившиеся, беспорядочные движения по сложным траекториям b) течение жидкости при значении числа Рейнольдса менее 2200; c) течение жидкости, характеризующееся отсутствием перемешивания между соседними слоями жидкости d) хаотичное движение жидкости. Закончите предложение В международной системе единиц СИ основной единицей измерения давления является a) Паскаль (Па b) Ньютон на квадратный метр (Нм c) кгс\см2; d) Атмосфера. Что означают числа 180 ив маркировке насоса ЦНС 180-1900? a) Постоянную подачу насоса 180 мчи напор м ртутного столба b) Подпор насоса 180 мчи напор 1900 м водяного столба c) Подачу насоса 180 мчи напор 1900 м водяного столба ( при максимальном КПД насоса d) Максимальную подачу насоса 180 мчи максимальный напор 1900 м водяного столба 7 Укажите на каком из рисунков изображена схема ламинарного течения жидкости. a) а - ламинарное течение жидкости b) б - ламинарное течение жидкости c) ни а, ни б – не относятся к ламинарному течению жидкости d) аи б ламинарное течение жидкости. 8. Единицей измерения кинематической вязкости ν в системе СИ является Стокса Ст = 10 -4 мс. б) 1 Ст = 10 -5 мс. в) 1 Ст = 10 -3 мс. г) 1 Ст = 10 -2 мс. Единицей измерения кинематической вязкости µ в системе СИ является Пуаз, при этом 1 Пз = 1/10⋅кг/(м⋅с). В частности, коэффициент динамической вязкости воды равен 0,01 Пз = 0,001 кг/(м⋅ с) или 1 сантиПуаз. а) 1 Пз = 0,1 кг/(м⋅с) б) 1 Пз = 0,01 кг/(м⋅с) в) 1 Пз = 0,001 кг/(м⋅с) г) 1 Пз = 10 кг/(м⋅с) 10. Чему равен коэффициент кинематической вязкости воды а) 1 сСт б) 0,1 сСт. в) 10 сСт г) 0,2 сСт 11. При повышении температуры плотность нефти a. уменьшается b. увеличивается c. не изменяется 12. Трубопровод, соединяющий два параллельных нефтепровода, называется a. лупингом b. перемычкой c. вставкой d. нет правильного ответа 13. Какое основное назначение имеет метод последовательной перекачки a. доставка смеси газов b. эксплуатация трубопровода большой протяжѐнности c. транспортировка сжиженного газа d. транспортировка по одному трубопроводу различных сортов нефтепродуктов e. перемешивание продуктов f. нет правильного ответа 14 Какие объекты и сооружения не входят в состав магистрального нефтепровода a. трубопроводы b. компрессорные станции c. насосные станции d. линейная арматура e. газонефтехранилища f. нет правильного ответа 15 Обозначьте главное назначение лупинга a. увеличение диаметра трубопровода b. увеличение давления в трубопроводе c. увеличение фактической пропускной способности трубопровода d. увеличение температуры перекачиваемого продукта e. борьба с гидратообразованием f. нет правильного ответа 16. С какой целью в конструкции трубопровода предусмотрены продувочные свечи a. для снижения давления на участках b. для откачивания влаги из трубопровода c. для ввода в перекачиваемый продукт различных ингибидоров d. для продувки трубопровода газом при образовании закупорок e. для освещения тѐмных участков f. нет правильного ответа 17. При повышении температуры плотность нефти a. уменьшается b. увеличивается c. не изменяется 18. Какой параметр является наиболее важным при классификации нефти и нефтепродуктов по классам огнеопасности a. вязкость b. температура вспышки c. температура воспламенения d. давление насыщенных паров e. плотность f. нет правильного ответа 19. Какой параметр характеризует режим движения жидкостей в трубопроводе a. плотность b. вязкость c. Прандтля d. Рейнольдса e. Грасгофа f. нет правильного ответа 20. Закончите предложение Ламинарное течение жидкости – это …» a) упорядоченное течение жидкости, характеризующееся отсутствием перемешивания между соседними слоями жидкости b) течение жидкости при значении числа Рейнольдса менее 2200; c) течение жидкости, при котором частицы жидкости совершают неустановившиеся беспорядочные движения по сложным траекториям d) течение жидкости, характеризующееся перемешиванием между соседними слоями жидкости. Что такое гидравлический удар a) Явление, возникающее в результате быстрого открытия или закрытия затвора задвижки) в конце напорного трубопровода b) Разгерметизация высоконапорного трубопровода c) Разгерметизация низконапорного трубопровода d) Работа гидравлического молота. 22. Закончите предложение КПД насосного агрегата – это отношение a) подачи к напору b) тока электродвигателя к количеству оборотов c) подачи к количеству оборотов d) полезной мощности к затраченной мощности. 23. В каких единицах измеряется производительность ЦНС? a) м3/сутки; b) м3/час; c) м3/минуту; d) м3/секунду. 24. Какое давление называется избыточным - давление, выше давления насыщенных паров - давление, выше рабочего давления - давление, выше предельно допустимого давления + давление, выше атмосферного 25. В каких единицах измеряется подача центробежного насосам. вод. ст. + куб м / час - киловатт - процентах 7.2.2 Примерный перечень заданий для решения стандартных задач 1. Плотность нефти при температуре 20 о С равна 845 кг/м3 . Вычислить плотность той же нефти при температуре 5 о С. Ответ. 855,5 кг/м3. 2. Плотность нефти при температуре 5 о С составляет 875 кг/м3 . Вычислить плотность той же нефти при температуре 20 о С. Ответ. 864,9 кг/м3 . 5. Уровень нефти (ρ 20 = 850 кг/м3 ) в вертикальном цилиндрическом резервуаре составлял утром 9 м, считая от дна резервуара. Определить, насколько изменится этот уровень днем, когда средняя температура жидкости увеличится на 7 о С. Ответ. Повысится на 5,23 см 6. Температура нефти (ρ 20 = 870 кг/м3 ) в вертикальном цилиндрическом резервуаре уменьшилась за сутки на 10 о С. Насколько изменится уровень жидкости в резервуаре, если известно, что первоначально он составлял 6 м Ответ. Опустится на 4,7 см. 7. Автомобильный бензин А (ρ 20 = 730 кг/м3 ) хранится при температуре о = 15 о С в горизонтальной цилиндрической цистерне с диаметром котлами протяженностью 50 м. Горловина цистерны представляет собой вертикальный цилиндр с диаметром 2 ми высотой 3 м. Уровень бензина в горловине цистерны находится нам ниже ее верхнего края. Определить, насколько этот уровень понизится, если температура топлива уменьшится на 5 о С. Ответ. Нам. Определить динамическую вязкость нефти (900 кг/м3 ), если известно, что 300 мл этой нефти вытекают из камеры капиллярного вискозиметра через вертикальную цилиндрическую трубку с внутренним диаметром 2 мм за 500 с. Ответ. ≅ 5,78 сПз. Указание Время истечения из камеры порции нефти объемом V, за время t равно V=Q·t 9. Определить кинематическую вязкость нефти, если известно, что 50 мл этой нефти вытекает из камеры вискозиметра через вертикальный цилиндрический капилляр с внутренним диаметром 2 мм за 4 мин. Ответ. ≅ 18,5 сСт. 10. Средняя по сечению скорость V течения нефти (ρ = 900 кг/м3 ) в трубопроводе (D = 1020 мм δ = 10 мм) равна 1,0 мс. Определить годовую пропускную способность нефтепровода. Ответ 21,365 млн. т/год 11. Перекачка нефти (ρ = 890 кг/м3 ; µ = 0,015 Пз.) ведется по нефтепроводу х = 530×8 мм) с расходом 800 м ч. Определить режим течения и вычислить коэффициент гидравлического сопротивления. Ответ. Турбулентный режим в области гидравлически гладких труб λ ≅ 0,0236 0,0132 12. Чему равен гидравлический уклон на участке трубопровода (D = 377 мм, δ = 8 мм, ∆ = 0,15 мм, транспортирующего дизельное топливо (ν=5 сСт) с расходом 250 м ч Ответ. 1,37 мкм. 13. Данные о профиле нефтепровода, транспортирующего сырую нефть (ρ = 850 кг/м3 ), приведены в нижеследующей таблице (x - координата сечения z - геодезическая отметка. x, км 0 20 40 60 80 100 120 z, м 100 150 200 100 50 50 150 p, МПа 5,0 0,5 Найти давления в сечениях, пропущенных в таблице. Упругостью насыщенных паров нефти пренебречь давление, выраженное в МПа, округлить с точностью до десятых. Ответ. x, км 0 20 40 60 80 100 120 z, м 100 150 200 100 50 50 150 p, МПа 5,0 3,9 2,8 3,0 2,7 2,0 0,5 14. Данные о профиле нефтепродуктопровода, транспортирующего бензин А (ρ = 735 кг/м3 ), приведены в нижеследующей таблице (x - координата сечения z - геодезическая отметка) x, км 0 20 40 60 80 100 z, м 75 120 180 160 130 30 p, МПа 3,8 2,6 Найти давления в сечениях, пропущенных в таблице. Давление, выраженное в МПа, округлить с точностью до десятых. Ответ. x, км 0 20 40 60 80 100 z, м 75 120 180 160 130 30 p, МПа 4,6 3,8 2,9 2,6 2,4 2,6 15. Построить гидравлическую (Q-H) − характеристику линейного участка нефтепровода (D×δ = 325×8 мм, L = 180 км, по которому транспортируется нефть (ν = 20 сСт), если известно, что профиль нефтепровода монотонно опускается вниз от отметки z нм вначале участка до отметки z км в его конце. Потерями на местных сопротивлениях пренебречь. Указание. Заполнить пустые ячейки таблицы Q, м3/ч 100 150 200 250 300 H, м Ответ Q, м3/ч 100 150 200 250 300 H, м 22 307 404 645 924 16. Построить гидравлическую (Q-H) − характеристику участка нефтепродуктопровода (D = 530 мм, δ = 7 мм ∆ = 0,2 мм, L = 125 км, по которому транспортируется дизельное топливо Л (ρ = 840 кг/м3 , ν = 9 сСт), если известно, что профиль трубопровода монотонно поднимается вверх от отметки z нм вначале участка до отметки z км в его конце. Давление в конце участка трубопровода составляет 0,2 МПа. Потерями на местных сопротивлениях пренебречь. Указание. Заполнить пустые ячейки таблицы, построить пьезометрический график, построить (Q-H) − характеристику участка. Q, м3/ч 800 900 1000 1100 1200 H, м Ответ Q, м3/ч 800 900 1000 1100 1200 H, м 432 503 583 670 764 17. Нефтепродуктопровод состоит из двух последовательно соединенных участков первого - D1×δ1 = 530×8 мм, L 1 = 60 км, и второго - D2×δ2 = 377× 6 мм, L 2 = 30 км. Скорость стационарного течения бензина (ν = 0 6, сСт) в первом участке составляет 1,2 мс. Зная что шероховатость ∆ внутренней поверхности участков составляет 0,15 мм, найти потери напора в нефтепродуктопроводе. Ответ. 501 м. 18. Сырая нефть (ρ = 890 кг/м3 , ν = 10 сСт) течет в практически горизонтальном участке нефтепровода (D×δ = 820×10 мм, L = 140 км) под действием разности давлений между началом и концом участка, равной 15 атм. Найти расход перекачки. Ответ 1809 м ч. 19. Профиль участка нефтепродуктопровода ( L = 120 км, D = 530 × 8 мм, Δ = 0,15 мм) представлен в таблице (x - координата сечения z - геодезическая отметка. Давление p кв конце участка равно 0,3 МПа. Какой минимальный расход дизельного топлива (ρ = 840 кг/м3, ν = 5 сСт, p у = 0,01 МПа) должен быть в трубопроводе, чтобы в нем не возникали самотечные участки Ответ 775 м3/ч x, км 0 10 15 20 30 40 60 80 120 z, м 50 100 50 150 100 200 50 75 0 20. Профиль участка нефтепродуктопровода ( L = 120 км, D = 530 × 8 мм, Δ = 0,15 мм) представлен таблицей к предыдущей задаче № 36. Давление кв конце участка равно 0,3 МПа. По трубопроводу перекачивают дизельное топливо ( ρ = 840 кг/м3, ν = 5 сСт., у = 0,01 МПа) с расходом 650 м3/ч. Определить, имеется ли в трубопроводе самотечный участок и если имеется, то где он расположен Ответ Имеется между 40 и 49,942 км. 7.2.3 Примерный перечень заданий для решения прикладных задач 1. По участку нефтепровода ( L = 125 км, D = 530 мм, δ = 7 мм, Δ = 0,2 мм) транспортируют нефть ( ν = 8 сСт.) с расходом 1000 м3/ч. Создаваемый перекачивающей станцией напор повысить нельзя, поэтому для увеличения пропускной способности участка на 20 % решено сделать вставку из трубопровода с большим диаметром (D×δ = 720×10 мм, Δ = 0,15 мм. Какой длины должна быть такая вставка Ответ. 45,655 км. 2. По горизонтальному участку нефтепровода (D = 820 мм, δ = 10 мм, L = 120 км) перекачивают сырую нефть ( ν = 25 сСт.) с расходом 2000 м3/ч. Требуется увеличить пропускную способность участка на 20 %. Поскольку увеличить давление на перекачивающей станции оказалось невозможным, то решили проложить лупинг с диаметром, равным диаметру основной магистрали. Определить длину такого лупинга. Ответ. 46,228 км. 3. Нефтепродуктопровод состоит из трех последовательно соединенных участков (D1×δ1 = 530×8 мм, L1 = 70 км, (D2×δ2 = 505×8 мм, L2 = 50 км, (D3×δ2 = 510×7 мм, L3 = 30 км) с одинаковой шероховатостью внутренней поверхности. По трубопроводу перекачивают автомобильный бензин ( ν = 0,6 сСт) с расходом 1000 м3/ч. Каков эквивалентный внутренний диаметр нефтепродуктопровода? Ответ. 502 мм. 4. С паспортной характеристики нефтяного центробежного насоса НМ сняты следующие значения Hi напоров и ηi коэффициентов полезного действия для соответствующих им значений Qi расхода Qi,м3/ч 2000 4000 6000 8000 14000 Hi, м 380 360 340 310 180 ηi 0,35 0,60 0,78 0,85 0,82 Представить (Q − H) и (Q − η) − характеристики этого насосав виде парабол соответственно формулами. Ответ. H=378−1,02⋅10−6 Q2 ; η= 0,181⋅10−3Q−0,88⋅10−8Q2 . 5. Разность давлений в линиях нагнетания и всасывания магистрального нефтяного насоса НМ 2500-230, рассчитанного на подачу 1800 мчи перекачивающего сырую нефть (ρ = 880 кг/м3 ), равна 20 атм. Найти подачу расход жидкости) насоса. Ответ. 1708 м ч. 55. Два центробежных насоса НМ 1250-260, один с характеристикой H = 331−0,451·10-4 ·Q2 , другой - с характеристикой H = 301−0,387·10-4 ·Q2 , соединены последовательно. Какую характеристику будет иметь система этих двух насосов Ответ. H = 632−0,838·10-4 ·Q2 . 6. Определить подачу системы двух параллельно соединенных центробежных насосов, характеристики которых заданы уравнениями H = 270−0,465·10-4 ·Q2 , и H = 260−0,430·10-4 ·Q2 , если известно, что развиваемый ими напор составляет 240 м. Ответ. 1485 м ч. 7. Напорная характеристика центробежного насоса НМ 1250-260 имеет вид H = 295−0,363·10-4 ·Q2 , (Н - напор, м Q - расход, м ч. Определить мощность, потребляемую насосной установкой при перекачке дизельного топлива (ρ = 840 кг/м3 ) с расходом 900 м ч, если известны коэффициенты полезного действия нагнетателя и привода, равные соответственно 0,82 и 0,95. Ответ. 702,4 кВт. 8. Два последовательно соединенных насоса НМ 1250-260, (Q-H) − характеристики которых имеют вид H=331−0,451·10-4·Q2, ( H − в м, Q - в м3/ч), осуществляют перекачку дизельного топлива (ρ=830 кг/м3 , ν=9 сСт) по участку трубопровода ( D×δ=530×8 мм, L=120 км, ∆=0,2 мм, нм, км. Найти расход перекачки и давление вначале участка, если давление кв конце участка составляет 0,3 МПа, подпор п перед станцией равен 30 ми, кроме того известно, что самотечных участков в трубопроводе нет. Ответ. 1071 м ч, 4,79 МПа. 9. В горизонтальном нефтепродуктопроводе (D×δ=325×7 мм, L=140 км, ∆=0,1 мм) ведется перекачка дизельного топлива (ρ=840 кг/м3 , ν=5 сСт). Перекачка осуществляется двумя одинаковыми насосами, соединенными последовательно. Характеристика каждого насоса имеет вид H=365−0,797·10-3·Q2, ( H − в м, Q - в м3/ч). Как и насколько изменится расход перекачки, если один из насосов отключить Принять п = к . Ответ. Уменьшится с 301,8 дом ч. 10. По участку нефтепровода ( D×δ=820×10 мм, L=125 км, ∆=0,2 мм, нм, км) ведется перекачка сырой нефти (ρ=870 кг/м3 , ν=9 сСт). Перекачка осуществляется двумя центробежными насосами НМ 3600-230, соединенными последовательно. Характеристика каждого насоса имеет вид H=285−0,644·10-5·Q2, ( H − в м, Q - в м3/ч). Определить пропускную способность участка, если известно, что в трубопроводе самотечных участков нет. Ответ. 3008 м ч. 11. Для перекачки бензина (ρ=735 кг/м3 , ν=0,6 сСт) по участку нефтепродуктопровода ( D×δ=530×7 мм, L=130 км, ∆=0,15 мм, нм, км) используют два насоса с характеристиками H=280−0,253·10-3·Q2, (H − в м, Q - в м3/ч), соединенные параллельно. Какую пропускную способность обеспечивает такой участок, если известно, что подпор станции равен 40 м, а давление в конце участка составляет 0,22 МПа Ответ. 691,5 м ч. 12. Перекачка сырой нефти (ρ=870 кг/м3 , ν=25 сСт) ведется двумя насосами НМ 2500-230 с характеристикой H=251−0,812·10-5·Q2, и НМ 3600-230 с характеристикой H=273−0,125·10-4·Q2, рассчитанными на подачу 1800 мчи соединенными последовательно. Известно, что гидравлическая характеристика обвязки нефтеперекачивающей станции имеет вид H=0,15·10-4·Q2 , (здесь и выше H − в м, Q - в м ч. Определить расход перекачки, если известно, что участок нефтепровода ( D×δ=820×10 мм, L=150 км, нм, км, п мкм) носит относительно равнинный характер и на нем отсутствуют самотечные участки. Кроме того, известно, что потери напора на местных сопротивлениях составляют в данном участке ≈ 2% от потерь напора на трение. Ответ. 2246 м ч. 7.2.4 Примерный перечень вопросов для подготовки к зачету Не предусмотрено учебным планом 7.2.5 Примерный перечень вопросов для подготовки к экзамену 1. Основные физические свойства нефти и нефтепродуктов 1.1. Плотность зависимость плотности нефтепродуктов от температуры и давления модуль упругости, коэффициент сжимаемости коэффициент объемного расширения 1.2. Вязкость понятие кинематической и динамической вязкости, единицы измерения понятие касательного напряжения 1.3. Модели жидкостей ньютоновские и неньютоновские жидкости модели жидкостей Освальда, Шведова-Бингмана; понятие предельного напряжения сдвига 1.4. Испаряемость жидкостей 2. Гидравлические режимы работы нефте и нефтепродуктопроводов 2.1 Уравнение Бернули, понятие полного напора, понятия скоростного, геометрического и пьезометрического напора. 2.2. Потери напора на трение, потери напора на местных сопротивлениях 2.3. Число Рейнольдса, режимы течения жидкости 2.4. Коэффициент гидравлического сопротивления формулы расчета 2.4. Понятие абсолютной и относительной шероховатости 2.5. Понятие гидравлического уклона и линии гидравлического уклона 2.6. Гидравлическая характеристика участка трубопровода 2.7. Самотечные участки степень заполнения и его длина 2.8. Трубопровод со вставкой и лупингом: основные формулы расчета 3. Гидравлические характеристики работы насосов и насосных станций основные характеристик насосов, последовательное и параллельное включение насосов и их расходно-напорно характеристики 4. Совместная работа нефтеперекачивающих станций и трубопровода 5. Поверочный расчет нефтепродуктопровода: определение фактического значения давлений и расходов у потребителей. 6. Перекачка высоковязких нефтей и нефтепродуктов с подогревом формула Филонова-Рейнольдса; удельная теплоемкость коэффициент теплоотдачи коэффициенты теплопроводности грунта, трубы, изоляционных материалов формула Шухова и формула Шухова с учетом диссипативного разогрева 7. Истечение жидкости из трубопровода (основные теоретические сведения) 7.2.6. Методика выставления оценки при проведении промежуточной аттестации Экзамен проводится по тест-билетам, каждый из которых содержит 10 вопросов и задачу. Каждый правильный ответ на вопрос в тесте оценивается 1 баллом, задача оценивается в 10 баллов (5 баллов верное решение и 5 баллов за верный ответ. Максимальное количество набранных баллов – 20. 1. Оценка Неудовлетворительно ставится в случае, если студент набрал менее 6 баллов. 2. Оценка Удовлетворительно ставится в случае, если студент набрал от 6 до 10 баллов 3. Оценка Хорошо ставится в случае, если студент набрал от 11 до 15 баллов. 4. Оценка Отлично ставится, если студент набрал от 16 до 20 баллов. 7.2.7 Паспорт оценочных материалов № п/п Контролируемые разделы (темы) дисциплины Код контролируемой компетенции Наименование оценочного средства Введение. Трубопроводные системы обзор проблем, возникающих при транспорте энергоносителей ПК-25 Тест 2 Физические и химические свойства нефти и нефтепродуктов ПК-25 Тест, контрольная работа, защита лабораторных работ 3 Введение в гидравлический расчет трубопровдных систем - гидравлические режимы работы нефте - и нефтепродуктопрово-дов метод расчета) ПК-25 Тест, контрольная работа, защита лабораторных работ 4 Гидравлический расчет трубопровдных систем участки нефте - и нефтепродуктопроводов с лупингами и вставками. ПК-25 Тест, контрольная работа, защита лабораторных работ 5 Совместная работа насосных станций и трубопровода ПК-25 Тест, контрольная работа, защита лабораторных работ 6 Перекачка высоковязких нефтей с подогревом ПК-25 Тест, контрольная работа, защита лабораторных работ 7 Последовательная перкачка светлых нефтепродуктопроводов по трубопроводам. ПК-25 Тест, контрольная работа, защита лабораторных работ 8 Расчет сложных нефте - и нефтепродуктопроводов. ПК-25 Выполнение к курсовому проекту. 7.3. Методические материалы определяющие процедуры оценивания знаний умений навыков и или опыта деятельности Тестирование осуществляется, либо при помощи компьютерной системы тестирования, либо с использованием выданных тест-заданий на бумажном носителе. Время тестирования 30 мин. Затем осуществляется проверка теста экзаменатором и выставляется оценка согласно методики выставления оценки при проведении промежуточной аттестации. Решение стандартных задач осуществляется, либо при помощи компьютерной системы тестирования, либо с использованием выданных задач на бумажном носителе. Время решения задач 30 мин. Затем осуществляется проверка решения задач экзаменатором и выставляется оценка, согласно методики выставления оценки при проведении промежуточной аттестации. Решение прикладных задач осуществляется, либо при помощи компьютерной системы тестирования, либо с использованием выданных задач на бумажном носителе. Время решения задач 30 мин. Затем осуществляется проверка решения задач экзаменатором и выставляется оценка, согласно методики выставления оценки при проведении промежуточной аттестации. Защита курсовой работы, курсового проекта или отчета по всем видам практик осуществляется согласно требованиям, предъявляемым к работе, описанным в методических материалах. Примерное время защиты на одного студента составляет 20 мин. 8 УЧЕБНО МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 8.1 Перечень учебной литературы необходимой для освоения дисциплины 1. МВ. Лурье Задачник по трубопроводному транспорту Коршак А.А., Шаммазов А.М. Основы нефтегазового дела - УФА. – 2005 Лурье МВ. Математическое моделирование процессов трубопроводного транспорта нефти, нефтепродуктов и газа. Трубопроводный транспорт нефти Г.Г. Васильев, Г.Е. Коробков, А.А. Коршак, МВ. Лурье, В.М. Писаревский, АД. Прохоров, А.Е. Сощенко, А.М. Шаммазов / под редакцией СМ. Вайнштока – 2002 Вайншток СМ. Трубопроводный транспорт 2 том. Недра. с. – 2004 8.2 Перечень информационных технологий используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине включая перечень лицензионного программного обеспечения ресурсов информационно-телекоммуникационной сети Интернет современных профессиональных баз данных и информационных справочных систем Компьютерный класс, специализированное ПО для проведения лабораторных работ, MS Excel (или совместимое ПО, MS Word (или совместимое ПО) 9 МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ БАЗА НЕОБХОДИМАЯ ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА Компьютерный класс с доступом в Интернет 10. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ОСВОЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ МОДУЛЯ По дисциплине Основы проектирования трубопроводных систем читаются лекции, проводятся практические занятия и лабораторные работы, выполняется курсовой проект. Основой изучения дисциплины являются лекции, на которых излагаются наиболее существенные и трудные вопросы, а также вопросы, не нашедшие отражения в учебной литературе. Практические занятия направлены на приобретение практических навыков расчета _______________. Занятия проводятся путем решения конкретных задач в аудитории. Лабораторные работы выполняются на лабораторном оборудовании в соответствии с методиками, приведенными в указаниях к выполнению работ. Методика выполнения курсового проекта изложена в учебно- методическом пособии. Выполнять этапы курсового проекта должны своевременно ив установленные сроки. Контроль усвоения материала дисциплины производится проверкой курсового проекта, защитой курсового проекта. Вид учебных занятий Деятельность студента Лекция Написание конспекта лекций кратко, схематично, последовательно фиксировать основные положения, выводы, формулировки, обобщения помечать важные мысли, выделять ключевые слова, термины. Проверка терминов, понятий с помощью энциклопедий, словарей, справочников с выписыванием толкований в тетрадь. Обозначение вопросов, терминов, материала, которые вызывают трудности, поиск ответов в рекомендуемой литературе. Если самостоятельно не удается разобраться в материале, необходимо сформулировать вопрос и задать преподавателю на лекции или на практическом занятии. Практическое занятие Конспектирование рекомендуемых источников. Работа с конспектом лекций, подготовка ответов к контрольным вопросам, просмотр рекомендуемой литературы. Прослушивание аудио- и видеозаписей по заданной теме, выполнение расчетно-графических заданий, решение задач по алгоритму. Лабораторная работа Лабораторные работы позволяют научиться применять теоретические знания, полученные на лекции при решении конкретных задач. Чтобы наиболее рационально и полно использовать все возможности лабораторных для подготовки к ним необходимо следует разобрать лекцию по соответствующей теме, ознакомится с соответствующим разделом учебника, проработать дополнительную литературу и источники, решить задачи и выполнить другие письменные задания. Самостоятельная работа Самостоятельная работа студентов способствует глубокому усвоения учебного материала и развитию навыков самообразования. Самостоятельная работа предполагает следующие составляющие - работа с текстами учебниками, справочниками, дополнительной литературой, а также проработка конспектов лекций - выполнение домашних заданий и расчетов - работа над темами для самостоятельного изучения - участие в работе студенческих научных конференций, олимпиад - подготовка к промежуточной аттестации. Подготовка к промежуточной аттестации Готовиться к промежуточной аттестации следует систематически, в течение всего семестра. Интенсивная подготовка должна начаться не позднее, чем за месяц-полтора до промежуточной аттестации. Данные перед экзаменом, экзаменом три дня эффективнее всего использовать для повторения и систематизации материала. |