РГЗ. РГЗ ПЕЧАТЬ. Неизотермическое течение однородной жидкости
![]()
|
ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования ![]() «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений Сбор и подготовка скважинной продукции Расчетно-графическая работа №1: «Неизотермическое течение однородной жидкости» 18 Вариант Выполнил: ст. группы НД – 19 – 1 / Ракецкий М.А. / (должность) (подпись) (Ф.И.О) Проверил: доцент / Моренов В.А. / (должность) (подпись) (Ф.И.О) Задание: По трубопроводу перекачивается вязкая нефть с подогревом. Трубопровод имеет длину L км, наружный диаметр Dн мм, толщину стенки δ мм. Объем перекачиваемой нефти G м3/ч с начальной температурой ºС. Величина конечной температуры ºС. Трубопровод проложен над землей с температурой окружающей среды t0 ºС. Кинематическая вязкость при 10 ºС ν0 м2/ч. Коэффициент крутизны вискограммы u 1/ºС, плотность нефти ρ кг/м3 . Коэффициент объемного расширения нефти β 1/ºС, удельная теплоемкость нефти Ср Дж/(кг·ºС), теплопроводность воздуха λв Вт/(м·ºС), теплопроводность стали λст Вт/(м·ºС), теплопроводность изоляции (стекловаты) λиз Вт/(м·ºС), коэффициент теплопроводности от стенки к воздуху α2 Вт/(м·ºС), а средняя температура стенки трубопровода tст ºС. Требуется определить работу трубопровода при заданных условиях (см. табл. 1). Таблица 1 ‑ Исходные данные
Решение: Определяем критическую температуру с учетом ![]() ![]() ![]() Так как ![]() Температура потока: ![]() ![]() Рассчитаем вязкость: ![]() ![]() ![]() Плотность при 20 ![]() ![]() ![]() ![]() Рисунок 1 – Температурная поправка к плотности нефтепродуктов Для определения плотности нефти пользуются формулой Д.И. Менделеева: ![]() ![]() ![]() ![]() Сначала вычисляем коэффициент теплопроводности нефтей – по формуле формуле Крего-Смита: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Для более точных расчетов массовую теплоемкость нефтей определяют по формуле: ![]() ![]() ![]() Рассчитаем критерий Рейнольдса: ![]() ![]() ![]() Рассчитаем критерий Прандтля: ![]() ![]() ![]() Критерий Нуссельта для ![]() ![]() ![]() Внутренний коэффициент теплоотдачи ![]() ![]() ![]() ![]() Температура стенки по уравнению теплового баланса: ![]() ![]() Температура стенки по уравнению теплового баланса отличается от заданной температуры на 4,98 ![]() ![]() Таблица 2 ‑ Параметры и их значения при ![]()
Полный коэффициент теплоотдачи для турбулентного участка: ![]() ![]() ![]() Проверим температуру в конце трубопровода без изоляции: ![]() ![]() ![]() ![]() Нужной температуры в конце трубопровода без изоляции не достичь. Определим диаметр изоляции, необходимый для нормального функционирования трубопровода: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Полный коэффициент теплоотдачи для турбулентного участка: ![]() ![]() ![]() Проверим температуру в конце трубопровода с изоляцией: ![]() ![]() ![]() ![]() При эксплуатации трубопровода с изоляцией достигается необходимая температура на конце трубопровода. Ответ: Критическая температура - ![]() Вязкость при температуре потока ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Внутренний коэффициент теплоотдачи ![]() Температура стенки по уравнению теплового баланса отличается от заданной температуры на 4,98 ![]() ![]() Полный коэффициент теплоотдачи для турбулентного участка трубопровода, покрытого изоляцией - ![]() В трубопроводе наблюдается только турбулентный режим течения жидкости. Минимальный диаметр изоляции для обеспечения необходимой температуры в конце трубопровода - ![]() Санкт-Петербург 2023 |