Контрольные работы Приложение к ПМ 02. Пм 02. Эксплуатация нефтегазопромыслового оборудования

• Название: Пм 02. Эксплуатация нефтегазопромыслового оборудования
• Дата: 16.11.2022
• Размер: 2.3 Mb.
• Имя файла: Контрольные работы Приложение к ПМ 02.doc
• Тип: Контрольная работа; #791712
• страница: 16 из 21

Контрольная работа № 7

Гидравлика

Методические указания к выполнению контрольной работы:
Контрольная работа выполняется в отдельной тетради, с оставлением полей на страницах шириной 30 мм.

При выполнении контрольной работы должны быть выдержаны следующие требования:

1. 
   Контрольная работа выполняется после проработки всего программного материала.
   
2. 
   Ответы на теоретические вопросы и решение каждой задачи необходимо начинать с новой страницы.
   
3. 
   Все ответы и решения задач необходимо сопровождать краткими пояснениями.
   
4. 
   Для каждой расчетной формулы или уравнения необходимо сделать ссылку на литературу / страницы, автор, год издания/.
   
5. 
   Если в данных для решения задач размерность данных не в единицах СИ, то в условии необходимо сделать и соответствующий пересчет.
   
6. 
   Ответы на вопросы рекомендуется выполнять следующим образом: после внимательного изучения материала в учебнике, необходимо написать план ответа. Он должен быть кратким, исчерпывающим и изложен своим языком. Переписываются лишь точные формулировки основных законов и положений.
   
7. 
   В конце контрольной работы проставляется перечень используемой литературы (год издания, автор и др.)
   
8. 
   В конце контрольной работы оставляется 2-3 чистых листа для рецензии.
   
9. 
   Выполнение контрольной работы необходимо осуществлять в сроки, указанные в графике учебного заведения.
   
10. 
    После проверки контрольной работы преподавателем учащемуся необходимо просмотреть указанные ошибки. Если стоит «Не зачет», то учащийся выполняет контрольную работу повторно и высылает ее на проверку вместе с не зачтенной работой.
    
11. 
    Если учащийся выполнит не свой вариант, то работа возвращается без проверки.
    

1. 
   Выбор задач своего варианта.
   

Номер варианта контрольной работы должен соответствовать последней цифре шифра по учебному графику (номер зачетной книжки).

В соответствии с последней цифрой, из таблицы № 1, следует выбрать номера задач.

Таблица 1.

Последняя цифра шифра		Номера задач
0	5	1	6	11	16	21	26
1	6	2	7	12	17	22	26
2	7	3	8	13	18	23	26
3	8	4	9	14	19	24	26
4	9	5	10	15	20	25	36

Числовые данные к каждой задаче выбираются из приведенных таблиц в соответствии с предпоследней цифрой шифра.
Задачи № 1-5.
К решению задач этой группы следует приступать после изучения 6-9 (стр. 22-23). Нужно четко уяснить, что представляет собой гидростатическое давление и какими свойствами оно обладает.

Способы выражения гидростатического давления, т.е. понятие об абсолютном, избыточном, атмосферных давлениях. Необходимо помнить, что абсолютное гидростатическое давление это суммы избыточного и атмосферного давлений.

Для определения абсолютного гидростатического давления в любой точке жидкости, находящейся в равновесии, используется основное уравнение гидростатики.

Где величина gh - представляет собой избыточное гидростатическое давление в жидкости находящейся в равновесии, плотность которой , а рассматриваемая точка расположена на глубине h.

Р₀ – в данном уравнении это давление действующее на поверхность данной жидкости. Нужно хорошо представлять когда величина Р₀=Р_а (равна атмосферному давлению). Для решения задач этой группы, как впрочем и других, необходимо четко знать параметры характеризующие свойства жидкости (плотность, удельный вес, объем, масса, вес жидкости) и знать размерности этих величин в СИ.

В решении этих задач хорошо может помочь материал 9 [1] где рассматриваются приборы для измерения давления.

Перед началом решения задач следует подробно рассмотреть примеры № 1 и 2.
Задачи № 6-10
Эти задачи следует решать изучив законы Архимеда. 14 (стр. 44-46). См. пример № 3.
Задачи № 11-15
К решению задач этой группы следует приступать после изучения тем: «Давление жидкости на плоские поверхности» и центр давления. 10-11 стр. 34-39 [1] , а также после подробного рассмотрения примеров № 4 и № 5.

В задачах такого типа обычно бывает необходимо вычислить силу избыточного гидростатического давления на плоскую стенку.
F=S*pgh_e где: S- площадь смоченной поверхности стенки
рgh_e – избыточное гидростатическое давление в центре тяжести стенки.
h_e – глубина погружения центра тяжести стенки, т.е. расстояние от поверхности жидкости до центра тяжести смоченной поверхности стенки.

Точку приложения силы гидростатического давления, определим найдя ее расстояние от поверхности жидкости в плоскости стенки.

S – площадь смоченной поверхности стенки Lе – расстояние от поверхности жидкости до центра тяжести смоченной поверхности Не нужно путать hс и Lе, эти величины связаны между собой: если стенка вертикальная то he=le Je – момент инерции площади смоченной поверхности стенки относительно оси проходящей через ее центр тяжести. Эта величина зависит от размеров и формы стенки. Например: для круглой стенки с диаметром d Для прямоугольной стенки высотой h и шириной l

Задачи № 16-20
Эти задачи следует решать после изучения основных уравнений гидродинамики: уравнение расхода жидкости, уравнение неразрывности потока и уравнение Бернулли. 17-25 [1] стр. 51-77.

Следует четко уяснить энергетический смысл уравнения Бернулли.

При решении задач этой группы следует выбрать сечения потока (трубопровода), так, чтобы определяемая величина (давление, скорость, расход и т.д.) оказалось в одном из них, а так же было определимо положение сечения относительно другого.

Затем следует записать уравнение Бернулли для этих сечений и преобразовывать его в соответствии с условием задачи. Из этого уравнения можно будет определить неизвестную величину.

Уравнение расхода и неразрыности нужно использовать для определения скорости и расхода жидкости в различных сечениях, при известных размерах сечений, или наоборот

Приступая к решению задач, ознакомитесь с примерами № 6 и № 7.
Задачи № 21 -26
Приступая к решению задач этих задач нужно внимательно изучить главу 4 «Гидравлические сопротивления».

Центральным вопросам этих задач является определение полных гидравлических потерь в трубопроводе или отдельных его участках.

Для этого:

1. определяется скорость жидкости в трубопроводе.

2 .Определяется режим движения жидкости, т.е. вычисляется число Рейнольдса

3 .Определить границы зон и см. [1] 35-36

4 .В зависимости от зоны, в которой лежит определенное ранее R_e выбирают формулу для определения  - коэффициента линейных сопротивлений.

5. 
   Вычисляют линейные потери напора по формуле Дарси-Вейсбаха
   
6. 
   Определяются коэффициенты местных сопротивления, если они есть в трубопроводе, используя таблицы и формулы 41 [1] стр. 116-119.
   
7. 
   Определяется сумма местных потерь напора
   
8. 
   Определяются полные потери напора. h_1-2=h_мп+h_сп
   

Зная полные потери напора на данном участке или трубопроводе, можно, используя уравнение Бернулли, определить давление в начале или в конце участка, а так же вычислить гидравлический уклон данного участка или трубопровода. где L – длина участка (трубопровода). См. пример № 7 и № 8.

Примеры решения задач.
Пример № 1.
Определить избыточное давление действующее на поверхность жидкости в сосуде, если ртутный манометр присоединенный к сосуду имеет разность уровней h=25 см. разность уровней жидкости в сосуде и левом колене манометрической трубки h₁=40 см.

Плотность жидкости в сосуде =1000 кг/м³

Плотность ртути _рт=13290 кг/м³

Дано: h=25 см=0,25 м h1=40 см=0,4 м =1000 кг/м3 рт=13290 кг/м3

РЕШЕНИЕ.

Т.к. система находится в равновесии, то давления во всех точках горизонтального сечения манометрической трубки будут одинаковы. Т.е. движения в точках А и В будут равны (Р_а=Р_в).

Выразим эти давления:

Р_н=Р_о+Р+gh₁; Р_в=Р_о+_ртgh₁;

Здесь Р_о - атмосферное давление
Р – искомое избыточное давление
gh – избыточное давление созданное столбом ртути.

Приравнивая правые части равенства получаем уравнение равновесия

Р_о+Р+gh₁=Р_о+_ртgh₁;

Решая уравнение относительно Р, находим:

Р=_ртgh =gh

Или Р=13290 9,81 0,25 1000 9,81 0,4=28669,7 Па  28,7 кПа
Пример № 2.

О
Р
пределить давление развиваемое цементировочным агрегатом в момент окончания цементирования скважины если: глубина скважины L=2000 м, высота подъема цементного раствора за колонной H_ц=1500 м, стакан цементировочного раствора h=20 м, плотность бурового раствора в скважине _р=1200 кг/м³, плотность цементного раствора _ц=1850 кг/м³, плотность продавочной жидкости _пр=1000 кг/м³

Дано: L=2000 м Hц=1500 м h=20 м р=1200 кг/м3 ц=1850 кг/м3 пр=1000 кг/м3

РЕШЕНИЕ.
Давление во всех точках плоскости забоя одинаковое, т.е.

Р_а=Р_в

Р_а=Р+Р_о+_пр(L-h)+ _цgh

Р_в=Р_о+_пр(L-Н_ц)+ _цgН_ц

Р+Р_о+_пр(L-h)+ _цgh=Р_о+_пр(L-Н_ц)+ _цgН_ц

Откуда Р= _пр(L-h)+ _цgh-_пр(L-Н_ц)-_цgН_ц

Р=1200 9,81 (2000-1500)-1850*9,81*1500-1000 9,81*(2000-20)-1850 9,81*20=
Пример № 3.

Определить удельный вес материала из которого изготовлен шар если он плавает в воде (_в=1000 кг/м³) погруженный в нее на половину.

	Дано: в=1000 кг/м3
	 м - ?

РЕШЕНИЕ.