Главная страница
Навигация по странице:

  • МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

  • «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

  • Сбор и подготовка скважинной продукции Расчетно-графическая работа №1:«

    		•

    РГЗ. РГЗ ПЕЧАТЬ. Неизотермическое течение однородной жидкости


    Скачать 109.21 Kb.
    НазваниеНеизотермическое течение однородной жидкости
    Дата23.05.2023
    Размер109.21 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлаРГЗ ПЕЧАТЬ.docx
    ТипДокументы
    #1152563

    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

    Длина L, км
    Наружный диаметр , мм
    Толщина стенки , мм
    Расход G, м3/ч
    Плотность при 10 , кг/м3

    11,8
    402
    9
    318
    908

    Начальная температура ,

    Конечная температура ,

    Температура стенки ,

    Температура окружающей среды ,

    Кинетическая вязкость при 10 , м2/ч

    78
    43
    48
    -22
    28

    Показатель крутизны вискограммы u, 1/

    Коэффициент объемного расширения нефти b
    Теплопроводность изоляции ,

    Теплопроводность стали

    ,

    Коэффициент теплоотдачи,

    0,18
    0,000674
    0,18
    58
    12,8

    Решение:

    Определяем критическую температуру с учетом :





    Так как - по всему участку трубопровода наблюдается турбулентный режим течения жидкости.
    Температура потока:





    Рассчитаем вязкость:







    Плотность при 20 определяем по следующей формуле (коэффициент температурной поправки находим по рисунку 1):







    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 . Вследствие значительной разницы выполним перерасчет всех параметров с новой температурой стенки и занесем данные в таблицу 2.

    Таблица 2 ‑ Параметры и их значения при

    Параметр
    Значение параметра
    Параметр
    Значение параметра










































































    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:

    1. Критическая температура - .

    2. Вязкость при температуре потока и стенки Критерий Рейнольдса - ; критерий Прандтля - ; критерий Нуссельта – .

    3. Внутренний коэффициент теплоотдачи .

    4. Температура стенки по уравнению теплового баланса отличается от заданной температуры на 4,98 . Вследствие значительной разницы выполнили перерасчет всех параметров с новой температурой стенки

    5. Полный коэффициент теплоотдачи для турбулентного участка трубопровода, покрытого изоляцией -

    6. В трубопроводе наблюдается только турбулентный режим течения жидкости.

    7. Минимальный диаметр изоляции для обеспечения необходимой температуры в конце трубопровода - .




    Санкт-Петербург

    2023

    написать администратору сайта