Тема 3.3 Движение жидкости в трубопроводах
Гидравлика
методические указания и контрольное задание для студентов – заочников образовательных учреждений среднего профессионального образования
по специальности
"Сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ."
"Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений"
"Бурение нефтяных и газовых скважин"
Ижевск
2012 г.
Методические указания
составлены в соответствии
с примерной программой
по дисциплине «Гидравлика»
по специальности 0906,0907,
Зам. директора по УР _______________Е. А. Волохин
Составители:
Редактор:
Рецензент:
СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
| код темы | №п/п | Наименование разделов и тем | Число часов | ||||
| Всего | в том числе на | Дисплейное время | |||||
| лаборат. работы | практич. занятия | контрол. работы | |||||
| Введение | |||||||
| РАЗЕЛ 1. Физические свойства жидкостей | |||||||
| 1.1 | Основные физические свойства жидкостей | ||||||
| Итого к разделу: | |||||||
| РАЗДЕЛ 2. Гидростатика | |||||||
| 2.1 | Законы гидростатики и их практическое применение | ||||||
| Итого по разделу: | |||||||
| РАЗДЕЛ 3. Гидродинамика | |||||||
| 3.1 | Основы гидродинамики и уравнение движения жидкости | ||||||
| 3.2 | Гидравлическое сопротивление | ||||||
| 3.3 | Движение жидкости в трубопроводах | ||||||
| 3.4 | Истечение жидкости из отверстий и насадков | ||||||
| 3.5 | Движение жидкости в пористой среде | ||||||
| 3.6 | Неньютоновские жидкости | ||||||
| Итого по разделу: | |||||||
| Всего по предмету: |
Примечание. Тематические планы для групп вечернего и заочного обучения составляются предметными /цикловыми/ комиссиями, исходя из объема времени, предусмотренного на изучение предмета, местных условий, характера специальности и контингента учащихся, и утверждаются руководством учебного заведения.
СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
РАЗДЕЛ 1
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ
Тема 1.1 Основные физические свойства жидкостей
Определение жидкости. Жидкости капельные и газообразные. Понятие об идеальной и реальной жидкости. Основные свойства жидкости: плотность, сжимаемость, температурное расширение, вязкость /динамическая, кинематическая, условная/, их физический смысл. Поверхностное натяжение, упругость паров. Зависимость физических свойств жидкости от температуры г давления. Приборы для измерения плотности и вязкости.
Литература: 1, с. 7...11
РАЗДЕЛ 2
ГИДРОСТАТИКА
Тема 2.1 Законы гидростатики и их практическое применение
Гидростатическое давление и его свойства. Единицы измерения. Основное уравнение гидростатики. Понятия об абсолютном и избыточном давлениях, пьезометрической высоте. Закон Паскаля. Приборы для измерения давления. Закон Архимеда и его практическое применение.
Приборы, машины, сооружения, принцип действия и расчет которых основаны на законах гидростатики.
Литература: 1, с. 21...52
РАЗДЕЛ 3
ГИДРОДИНАМИКА
Тема 3.1 Основы гидродинамики и уравнения движения жидкости
Основные понятия и определения гидродинамики: установившееся и неустановившееся движение жидкости, равномерное и неравномерное движение, напорное и безнапорное движение, живое сечение потока, смоченный периметр, гидравлический радиус, расход жидкости, средняя скорость.
Уравнение расхода жидкости.
Уравнение неразрывности потока жидкости.
Уравнение Бернулли для потока идеальной жидкости.
Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости. Энергетический смысл уравнения Бернулли. Графическая иллюстрация уравнения Бернулли. Основное уравнение гидростатики как частный случай уравнения Бернулли.
Явление дросселирование и его практическое применение.
Значение уравнения Бернулли, использование при решении задач и для доказательства других законов.
Приборы для измерения скорости и расхода потока жидкости. Расходомеры, их применение в нефтяной и газовой промышленности.
Общие понятия о гидравлических машинах. Принцип их действия, назначение и область применения. Центробежный насос. Насосная установка. Турбобур.
Литература: 1, с. 57...90
Тема 3.2 Гидравлическое сопротивление
Режимы движения жидкости в трубопроводах. Опыты и число Рейнольдса. Потери напора при равномерном движении жидкости. Распределение скоростей в поперечном сечении цилиндрической трубы при ламинарном и турбулентном режимах движения жидкости. Механизм турбулентного потока. Шероховатость стенок труб. График Никурадзе. Определение потерь напора в трубопроводах. Формула Дарси—Вейсбаха. Коэффициент гидравлического сопротивления и его определение при ламинарном и турбулентном режимах движения жидкости.
Потери напора в некруглых трубах. Местные сопротивления. Местные потери напора. Коэффициент местного сопротивления и его определение. Определение общего потерянного напора в трубах. Коэффициент сопротивления системы.
Сопротивление при обтекании тел. Условия выноса разбуренной породы на поверхность с помощью бурового раствора.
Литература: 1, с. 100... 179
Тема 3.3 Движение жидкости в трубопроводах
Назначение и классификация трубопроводов. Основные задачи гидравлического расчета трубопроводов.
Крупнейшие нефте — и газопроводы нашей страны. Простой трубопровод и его расчет. Общие понятия о сложных трубопроводах с последовательным и параллельным соединением отдельных участков. Липпинги.
Гидравлические характеристики трубопроводов.
Профиль и трасса трубопроводов. Кавитация.
Определение напора и мощности насоса. Проверка условий всасывания насоса.
Выбор диаметра трубопровода.
Общие понятия о расчете магистральных трубопроводов.
Сифонные трубопроводы, их применение и расчет. Условия действия сифонного трубопровода.
Гидравлический удар в трубопроводах. Явление гидравлического удара. Работа Н. Е. Жуковского о гидравлическом ударе. Полезное использование гидравлического удара гидротаран, гидротахометр.
Литература: 1, с. 215...221, 223...225, 226...231, 233...236, 238...241, 242...247