Исходные данные к задаче №3

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

По дисциплине

«Сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ»

для студентов очной и заочной формы обучения,

обучающихся по специальности 130503 «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений»

Ухта 2010

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Методические рекомендации для преподавателя

Последовательность изложения вопросов и их глубина может быть различной в зависимости от реально складывающейся ситуации учебного процесса. Кроме того, преподаватель имеет право выбора способ изложения того или иного вопроса.

Основные приемы изучения материала и используемый соответствующий задачный материал рассмотрен в учебниках и учебных пособиях издательства УГТУ (приведены в списках основной и дополнительной литературы).

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Методические указания для студентов

Б.1 Тренировочные задачи и упражнения

Задача №1

Рассчитать пропускную способность вертикального сепаратора при следующих условиях:

- диаметр сепаратора – Д_с, м;

- плотность воды – ρ_в, кг/м³;

- плотности нефти – ρ_н, кг/м³;

- динамическая вязкость нефти – μ_н, Па·с;

- обводненность эмульсии при входе в отстойник – w, доли единицы.

Для определения пропускной способности булита – отстойника Q, м³/с, может быть использована формула

Q=1645

где – динамическая вязкость эмульсии, Па·с;

– плотность эмульсии, кг/м³.

Полученное значение расхода перевести в суточный расход.

Значения параметров по вариантам приведены в таблице 1.

Табл. 1

Исходные данные к задаче №1

Параметры	Варианты
Дс, м	2, 2	2, 2	2, 2	2, 2	2, 2	2, 2	2, 2	2, 2	2, 2	2, 2	3, 4	3, 4	3, 4	3, 4	3, 4	3, 4	3, 4	3, 4	3, 4	3, 4
ρн; кг/м3
ρв, ; кг/м3
μн, мПа·с											4, 3	5, 6	7, 2	8, 6	9, 1	6, 5	4, 5	5, 9	7, 4	8, 1
W, %

Параметры	Варианты
Дс, м	3,4	3,4	3,4	3,4	3,4	2, 2	2, 2	2, 2	2, 2	2, 2
ρн; кг/м3
ρв, ; кг/м3
μн, мПа·с	4,1	5,2	6,4	7,1	8,3	9,4	8,5	7,8	6,9	5,7
W, %

Задача №2

Температура нефтепродукта с номинальной плотностью r₂₀ кг/м³ опустилась (поднялась) на T ⁰С. На сколько % увеличилась (уменьшилась) его плотность?

Для определения плотности может быть использована формула:

где x (1/⁰С) – коэффициент объемного расширения;

Т – температура (⁰С);

r₂₀ – плотность жидкости при нормальных условиях (Т = 20 ⁰С, Р₀ = Р_ат = 0,1013 МПа).

Для нефти и нефтепродуктов значения коэффициента x представлены в таблице 2, исходные данные к расчету – в таблице 3.

Табл. 2

Коэффициент x объемного расширения

№№	Плотность r, кг/м3	Коэффициент x, (1/0С)
1.	700-719	0,001225
2.	720-739	0,001183
3.	740-759	0,001118
4.	760-779	0,001054
5.	780-799	0,000995
6.	800-819	0,000937
7.	820-839	0,000882
8.	840-859	0,000831
9.	860-879	0,000782
10.	880-899	0,000734
11.	900-919	0,000688
12.	920-939	0,000645

Табл. 3

Исходные данные к задаче №2

Параметры

Варианты

ρн; кг/м3

Т, 0С

Параметры	Варианты
ρн; кг/м3										795
Т, 0С

Значения выделенных температур в таблице приведены в примере.

Например:

	Поднялась на 60С
	Опустилась на 60С

Задача №3

Определить динамическую (кинематическую) вязкость нефти (ρ кг/м³), если известно, что V мл этой нефти вытекает из камеры вискозиметра, через вертикальный цилиндрический капилляр с внутренним диаметром 2 мм за Т мин.

Для выражения динамической (кинематической) вязкости может быть использована формула, для определения расхода ламинарного течения вязкой жидкости в горизонтальной трубе, происходящего под действием силы тяжести.

Объемный расход

;

m – коэффициент динамической вязкости;

n– коэффициент кинематической вязкости.

Объем нефти вытекающий из камеры вискозиметра определяется по формуле:

V = Q × T.

Исходные данные для расчета представлены в таблице 4.

Б.2 Примеры решения задач

Задача №1

Рассчитать пропускную способность вертикального сепаратора при следующих условиях:

- диаметр сепаратора – Д_с, м, Д_с = 2,2 м;

- плотность воды – ρ_в, кг/м³, ρ_в = 1050 кг/м³;

- плотности нефти – ρ_н, кг/м³, ρ_н = 860кг/м³;

- динамическая вязкость нефти – μ_н, Па·с, μ_н = 4 мПа·с;

- обводненность эмульсии при входе в отстойник – w, доли единицы, w = 24.

Решение

Пропускной способности булита – отстойника Q, м³/с,

Q=1645 ,

где – динамическая вязкость эмульсии, Па·с;

,

мПа·с,

– плотность эмульсии, кг/м³,

,

кг/м³,

Табл. 4

Исходные данные к задаче №3

Параметры	Варианты
V, мл
ρн; кг/м3
d, мм
T, мин	6,5	4,5						4,5	4,5	4,5	7,5	7,5						6,5	6,5	6,5

Параметры	Варианты
									30
V, мл
ρн; кг/м3
d, мм
T, мин	5,5	5,5					6,5	7,5

Q=1645 =0,02599 м³/с.

Переведем полученное значение расхода в суточный расход: Q = 0,02599 м³/с = 2245,56 м³/сут.

Задача №2

Температура нефтепродукта с номинальной плотностью r₂₀ кг/м³ поднялась на ∆T ⁰С. На сколько % увеличилась (уменьшилась) его плотность?

Исходные данные:

– изменение температуры ∆T, ⁰С, ∆T = 4 ⁰С;

– номинальная плотность нефти r₂₀, кг/м³, r₂₀ = 880 кг/м³.

Решение.

Пользуясь формулами для перевода плотности:

,

,

где x – коэффициент объемного расширения, 1/⁰С, x = 0,000734 1/⁰С;

Составим уравнение:

,

.

Плотность увеличилась на 0,29 %.

Задача №3

Определить динамическую (кинематическую) вязкость нефти (ρ, кг/м³), если известно, что V, мл этой нефти вытекает из камеры вискозиметра, через вертикальный цилиндрический капилляр с внутренним диаметром 2 мм за Т мин.

Исходные данные:

– плотность нефти ρ, кг/м³, ρ = 860 кг/м³;

– объем нефти V, мл, V = 200 мл;

– радиус капилляра r₀, мм, r₀ = 1 мм;

– время истечения нефти Т, мин, Т = 6,5 мин.

Решение.

Объемный расход нефти, истекающей из вискозиметра Q, м³/с,

Q = V / T,

Q = 200 10^-6 / 390 = 0,51 10^-6 м³/с.

Коэффициент динамической вязкости m, Па·с,

,

Па·с.

Коэффициент кинематической вязкости n, м²/с,

,

м²/с.