Контрольная «Решить 10 задач»,
Гидравлика и нефтегазовая гидромеханика

Студент должен выполнить работу, состоящую из заданий по вариантам, которые приведены ниже. По дисциплине «Гидравлика и нефтегазовая гидромеханика» предусмотрено выполнение 10 задач в соответствии со своим вариантом. В задачах в исходных данных: x – соответствует последней цифре зачетной книжки студента, y – соответствует предпоследней цифре зачетной книжки студента. Задача 1. Канистра, заполненная бензином и не содержащая воздуха, нагрелась на солнце до температуры tк = (35 +x) °С. На сколько повысилось бы давление бензина внутри канистры, если бы она была абсолютно жесткой? Начальная температура бензина tн = (15 + y) °С. Модуль объемной упругости бензина Еж = 1300 МПа, коэффициент температурного расширения ?t= 8*10-4 1/град. Задача 2. Определить объемный модуль упругости жидкости, если под действием груза А массой m = (250 +2x) кг поршень опустился на расстояние ?h = 5 мм. Начальная высота положения поршня (без груза) Н = (1,5+y) м, диаметр поршня d = 80 мм, а резервуара D =300 мм, высота резервуара h = 1,3 м. Весом поршня пренебречь. Резервуар считать абсолютно жестким (Рис.1). Задача 3. Воздух поступает в горизонтальную трубу с внутренним диаметром d = 152 мм под давлением p1 = (2,86+0,2x) МПа при температуре t = 220 °С со скоростью v1 = (58 +2y) м/с. Предполагая газ идеальным, а течение изотермическим, найти скорость и расстояние от входа до того сечения, где давление p2 = 1,07 МПа. Принять, что величина коэффициента гидравлического сопротивления постоянна и равна ? = 0,16. Задача 4. Найти распределение температуры и давления по длине газопровода при установившемся изотермическом в поперечном сечении y x 6 течении идеального газа (метана), если объемный расход газа приведенный к нормальным условиям Qат = (10 +x) млн м /сут, плотность ?ат = 0,714 кг/м , температура газа при подаче в трубопровод Tн = (323 +y) K, давление pн = 5,4 МПа. Длина газопровода L = (220 +x) км, диаметр d = 720 мм. Температура грунта Tг = 275 K, коэффициент теплопередачи ? = 1,5 Вт/м 2 ·град; коэффициент гидравлического сопротивления ? = 0,01. Газовая постоянная метана Rг = 519,625 Дж/кг·град, теплоемкость сp = 2,31 кДж/кг·град. Рис. 1 Задача 5. Определить режим течения и потери давления на трение при перекачке неньютоновской (степенной) жидкости со степенным реологическим законом ? = k(du/dr)n при величине меры консистенции жидкости k = (1,2+0,1x) Па·с 0,9 и степени нелинейности n = 0,9. Плотность жидкости ? = 1200 кг/м 3 . Длина горизонтального трубопровода L = (1000+10y) м, внутренний диаметр трубопровода d = 0,5 м, средняя скорость перекачки u = 1м/с. Труба – гидравлически гладкая. Задача 6. Определить перепад давления при движении по трубопроводу длиной L = (1+0,2x) км диаметром d = (1 +0,1y) м вязкопластичной жидкости с начальным напряжением сдвига ?0 = 7,5 Па, пластической вязкостью ?p = 0,95 Па*с и плотностью ? = 1200 кг/м 3 , перекачиваемой со средней скоростью v = 2,83 м/с. Принять, что режим течения – турбулентный. Задача 7. Определить коэффициент проницаемости пористой среды (в Дарси), если известно, что коэффициент фильтрации с = (0,3+0,1x)*10-4 см/с, а кинематический коэффициент вязкости фильтрующейся жидкости ? = 10-6 м /с. Фильтрация жидкости происходит по закону Дарси. 7 Задача 8. Определить коэффициенты проницаемости и фильтрации для цилиндрических горизонтальных образцов пористой среды диаметром d = (5+x) см, длиной ?= (20+y) см, если разность давлений на концах образца составляет p1–p2 = 300 мм рт. ст., расход жидкости Q = 1,70 л/ч, динамическая вязкость жидкости ? = 5 мПа*с, плотность ? = 0,85 г/см 3 . Найти также скорость фильтрации. Задача 9. Определить по формуле Щелкачева, происходит ли фильтрация в пласте по закону Дарси, если известно, что дебит нефтяной скважины Q = (200+5y) м 3 /сут, мощность пласта h = 5 м, коэффициент пористости m = (16+x) %, коэффициент проницаемости k = 0,2 Д, плотность нефти ? = 0,8 г/см 3 , динамическая вязкость ? = 5 мПа*с . Скважина гидродинамически совершенна, радиус её rc = 0, 1 м. Задача 10. Определить дебит дренажной галереи шириной В = 100 м, если мощность пласта h = (10+x) м, расстояние до контура питания ? = (10+y) км, коэффициент проницаемости пласта k = 1 Д, динамический коэффициент вязкости жидкости ?= 1 сП, давление на контуре питания pк = 9,8 МПа и давление в галерее pг = 7,35 МПа. Движение жидкости напорное, подчиняется закону Дарси. 5. ОФОРМЛЕНИЕ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ Контрольная работа по дисциплине «Гидравлика и нефтегазовая гидромеханика» должна быть выполнена с использованием современной нормативной, методической и справочной литературы на листах А4 в текстовом редакторе Microsoft Word объемом не менее 10 страниц основного текста. Текст записки печатается в соответствии с ГОСТ 2.105-95 ЕСКД «Общие требования к текстовым документам». Шрифт выбирается Times New Roman кегель 14, межстрочный интервал 1,5, абзацный отступ 1,25. ГИДРАВЛИКА И НЕФТЕГАЗОВАЯ ГИДРОМЕХАНИКА Методические указания к выполнению контрольной работы студентов заочной формы обучения Составитель: Рулев А.В.