Методические указания к решению задачи № 5

Для вариантов 1 — 10 вначале определяется скорость движения бензина с использованием уравнения неразрывности потока Q=υ·S,

где Q— расход бензина, м³/с

υ – скорость движения, м/с

S=πd²/4 площадь живого сечения, м²

Затем необходимо определить:

- скорость распространения волны гидравлического удара

		K
С =	ρ	, м/с
1+K·d/Eδ

- повышение давления при прямом гидравлическом ударе:

∆P = ρ ∙ c · υ,

где ρ – плотность жидкости

- фазу гидравлического удара, т.е. время пробега волны от задвижки до воздушного колпака

и обратно:

Т=	2ℓ	, с,
С

Где Раздел – допустимая величина давления, Па

Для вариантов 11 – 20 нужно определить скорость течения воды в трубе до закрытия задвижки, исходя из уравнения Бернулли:

H=	υ2	+λ	ℓ	∙	υ2
2q	d	2q

где H – напор в баке, м

ℓ, d – размеры трубопровода, м

λ – коэффициент гидравлического сопротивления

q – ускорение свободного падения, м/с²

Затем определяются скорости распространения волны гидравлического удара С , м/с и повышения давления ∆Р, Па в стальной трубе и в чугунной трубе – С₁, м/с и ∆Р₁, Па и сравниваются ∆Р и ∆Р_1.

Для вариантов 21-30 последовательность нахождения фазы удара Т аналогична решению задач вариантов 1-10.

Данные	Варианты
ℓ, км		5,5		6,6		4,5		3,5			0,02	0,03	0,04	0,05	0,06
d, мм
δ, мм											3,5
Q, л/с											-	-	-	-	-
Ρ, кг/м3
Н, м	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	2,5		3,5		4,5

Данные	Варианты
ℓ, км	0,1	0,2	0,25	0,3	0,4					4,5				0,5	0,4
d, мм
δ, мм
Q, л/с	-	-	-	-	-
Ρ, кг/м3
Н, м		1,5		2,5		-	-	-	-	-	-	-	-	-	-

Задача № 6

Вариант 1-10

В горизонтальном трубопроводе длиной ℓ, диаметром d находится нефть, характеризующаяся свойствами вязко-пластичной жидкости. Ее начальное напряжение сдвига τ₀, вязкость μ, плотность ρ. Насос может создать разность давлений по концам трубопровода ∆P. Необходимо определить, будет ли при этом нефть перемещаться в трубопроводе, если будет, то с каким расходом.

Вариант 11-20

Артезианская скважина диаметром d заложена в водоносном пласте, залегающем на глубине Н от поверхности земли. Мощность пласта h, коэффициент фильтрации k_ф. Статическое давление, измеренное манометром у устья скважины при открытой задвижке Р_м, радиус влияния скважины R_к. Определить дебит скважины, если при откачке уровень воды в ней устанавливается на глубине h_c от поверхности земли.

Вариант 21-30

В центре кругового пласта расположена скважина с радиусом r_с, глубиной Н, радиусом контура питания R_к мощностью пласта h, коэффициентом проницаемости k, пористостью m. Вязкость нефти m, плотность ρ, абсолютное пластовое давление Р_пл. Необходимо определить может ли скважина фонтанировать, если ее открыть в атмосферу, и чему будет равен ее дебит при Р_с.

Методические указания к решению задачи № 6

При решении задач вариантов 1 — 10 необходимо воспользоваться формулами для определения, необходимой для движения вязко — пластичных жидкостей, разности давлений ∆Р_о:

∆Ро=4t0	ℓ	,Па
d

и расхода нефти, предполагая, что режим движения структурный,

Q=	pd4	(	∆P -		∆P0	)	, м3/c
128mℓ

После определения расхода нужно проверить режим течения, воспользовавшись формулой для определения обобщенного числа Рейнольдса:

Re* =
m	+	t0
ρu ∙ d	6ρ · u2

В условиях задач вариантов 11 — 20 рассматривается плоско — радиальная фильтрация несжимаемой жидкости. В этом случае дебит скважины определяется формулой Дюпюи:

Q =	2pkh	∙	Pk – Pc	, м3 /с
βm	In	Rk
		Rc

где R_к, — радиус контура питания или влияния скважины, м

r_с — радиус скважины, м

Давление на R_к и r_с соответственно Р_к и Р_с. Под действием Р_к уровень жидкости поднимается в скважине до статического. Статический уровень можно определить по показанию манометра при открытой задвижке Р_м и глубине залегания пласта . Зная Н_д, определяется;

Рк=Нд g ρ, Па

Р_с — давление на забое скважины определяется: через динамический уровень, h_c:

Рс=hс g ρ, Па