Файл: Контрольная работа по предмету инновационные и перспективные технологии транспорта углеводородов.doc

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 12.12.2023

Просмотров: 166

Скачиваний: 45

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

МиНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«тюменский государственный нефтегазовый университет»

Институт Транспорта

Кафедра «Транспорт углеводородных ресурсов»

Контрольная работа
по предмету

ИННОВАЦИОННЫЕ И ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ТРАНСПОРТА УГЛЕВОДОРОДОВ



Выполнил: Васютков Е.Н.

Проверил:

Студент группы:
д.т.н., профессор

Вариант: 4
Земенков Ю.Д

Номер зачетной книжки:




Тюмень

ТюмГНГУ

2016

СОДЕРЖАНИЕ





СОДЕРЖАНИЕ 2

1. ЗАДАЧИ по разделу 2

Основные физические свойства нефти и газа, 2

Основные объекты магистрального транспорта нефти и газа 2

Задача 1.1. 2

Задача 1.2. 3

Задача 1.3. 4

Задача 1.4. 5

Задача 1.5. 6

Задача 1.6. 7

Задача 1.7. 8

Задача 1.8. 9

Задача 1.9. 10

2. ЗАДАЧИ ПО РАЗДЕЛУ 13

Энергетика и оборудование нефтегазовых объектов 13

Задача 2.1. 13

Задача 2.2. 13

Задача 2.3. 14

Задача 2.4. 14

Задача 2.5. 15

Задача 2.6. 15

Задача 2.7. 15

Задача 2.8. 16

Задача 2.9. 16

Задача 2.10. 17



1. ЗАДАЧИ по разделу

Основные физические свойства нефти и газа,

Основные объекты магистрального транспорта нефти и газа




Задача 1.1.


Молярная масса газа равна М. Определить его плотность при t °С и абсолютном давлении р.

№ вар.
М
t, °С
р, Па

4.
18
215
9,51  104


Решение:

Плотность газа при 0 °С и 1 атм может быть определена по его молярной массе М.

кг/м3,

ρ = = = 0,848 кг/м3,
где 22,41 м3 – объем одного моля любого газа при 0 °С и 1 атм.

Пересчет плотности с одних параметров состояния на другие можно произвести по формуле:

кг/м3,

где p1 и p2 – абсолютные давления газа; T1 и T2 – абсолютные температуры газа; z1 и z2 – коэффициенты сжимаемости газа, для идеального газа принимаем, z = 1.

кг/м3,
Ответ: ρ2 = 0,422 кг/м3.

Задача 1.2.


Определить абсолютную плотность газовой смеси при следующем объемном составе: А % метана, В % этана и С % пропана при стандартных условиях и относительную плотность смеси по воздуху.

Молярные массы: Плотности при 20С и 1 атм:

метан 16,043 0,717

этан 30,07 1,344

пропан 44,097 1,967

воздух 28,96 1,206


№ вар.
А
В
С

4.
73
17
10


Решение:

Плотность газовой смеси определяется по правилу смешения:



где а1, а2, а3, аn – объемные концентрации компонентов смеси;

1, 2, 3, n – плотности компонентов смеси.

кг/м3

Относительная плотность газа:



где ρв = 1,206 кг/м3 – плотность воздуха.

Плотность газовой смеси можно определить и по молярной массе:


Ответ: Δ = 0,78.

Задача 1.3.


Газ относительной плотностью 0,75 при температуре t С и давлении p МПа занимает объем V м3. Определить его объем для стандартных условий и при 20С и атмосферном давлении. Коэффициент сжимаемости принять равным 0,95.

№ вар.
V, м3
t, °С
р, МПа

4.
280
55
1,5


Решение:

Абсолютное давление газа:

Па.

Абсолютная температура газа:

К

Приведение объема газа к нужным параметрам выполняется по следующей зависимости:

м3

Тогда объем для стандартных условий (T2 = 273,15 (0 °С) и p2 = 1 атм = 101325 Па)

м3
Объем при 20 °С (T2 = 273,15 + 20 = 293,15 К) и атмосферном давлении
м3

Ответ: V0= 3811,49 м3; V20= 4090,56 м3.


Задача 1.4.


62 кг жидкого газа имеет массовый состав: А % пропана, В % бутана, С % пентана. Определить объем газа после его испарения при 0С и атмосферном давлении.

Молярные массы:

пропан 44,097

бутан 58,124

пентан 72,151

№ вар.
А
В
С

4.
73
17
10


Решение:

Если известен массовый состав газовой смеси в процентах, то его средняя молярная масса может быть определена по формуле:



где q1, q2, q3, qn – массовый состав компонентов смеси в процентах.



Объем газа после испарения:

м3

где 22,41 – объем одного киломоля лютого газа при 0° и атмосферном давлении, м3.
Ответ: V = 28,99 м3.

Задача 1.5.


В вертикальном цилиндрическом резервуаре диаметром d хранится m тонн нефти, плотность которой при 0°С составляет 0. Оп­ределить колебание уровня в резервуаре при колебании температу­ры нефти от 0°С до t. Расширение резервуара не учитывать. Ко­эффициент теплового расширения нефти принять равным Т = 0,00072 1/град.

№ вар.
d, м
0, кг/м3
t, °С
m, т

4
4
835
29
97


Решение:

Объем нефти в резервуаре:

м3

Увеличение объема нефти при повышении температуры на Δt = t2 – t1:

м3

Колебание уровня нефти в резервуаре:

мм
Ответ: Δh = 193 мм.


Задача 1.6.


Винтовой пресс Рухгольца (рис. 1) для тарировки пружинных ма­нометров работает на масле с коэффициентом сжимаемости Р = 0,638  10-9 Па-1. Определить, на сколько оборотов надо повер­нуть маховик винта, чтобы поднять давление на р Па, если начальный объём рабочей камеры пресса составляет V, диа­метр плунжера d, шаг винта h. Стенки рабочей камеры считать недеформируемыми.

№ вар.
р, Па
V, м3
d, м
h, мм

4
9,2  104
0,624  10-3
0,024
2




Рис. 1



Решение:

Давление в рабочей камере пресса повышается вследствие уменьшения объема масла при поступательном движении плунжера.

Изменение объема масла ΔV при повышении давления в камере на величину Δp можно найти из выражения для коэффициента объемного сжатия βp.

;

м3

Длина l, на которую должен продвинуться плунжер, равна:



где S – площадь поперечного сечения плунжера.

При этом маховик винта необходимо повернуть на:

об.
Ответ: об.

Задача 1.7.


В закрытом резервуаре с нефтью плотностью вакуумметр, установленный на его крышке, показывает РВ Па (рис. 2). Определить пока­зания манометра РМ, присоединённого к резервуару на глубине Н от поверхности жидкости.


Рис. 2




№ вар.
, кг/м3
рв, Па

Н, м

4
855
1,22  104
7


Решение:

Определим давление на свободной поверхности жидкости в закрытом резервуаре. Так как вакуумметр показывает вакуумметрическое давление, то на поверхности жидкости в резервуаре давление тоже будет вакуумметрическое.



Запишем уравнение давления на глубине H от поверхности нефти в резервуаре (в месте установки манометра)

.

Тогда показание манометра составит:

Па =46,51кПа
Ответ: кПа.

Задача 1.8.


Найти избыточное давление в сосуде А с водой по показаниям многоступенчатого двух жидкостного ртутного манометра (рис. 3). Высоты столбиков ртути равны соответственно h1, h2, h3, h4, h5. Плотность воды равна . Плотность ртути рт.

№ вар.
h1, см
h2, см
h3, см
h4, см
h5, см
, кг/м3
рт, кг/м3

4
85
42
55
44
100
103
1,36  103





Рис. 3


Решение:

Так как жидкость находится в равновесии, то давления в точке 1 и в точке 2 равны как давления в точках одного и того же объема однородной покоящейся жидкости, расположенных на одной горизонтали, т. е. p1 = p2. На том же основании p3 = p4, p5 = p6. В то же время избыточное давление:

;

;

;

.

Исключив из этих соотношений промежуточные давления p2, p4, p6, получим:


Ответ: pА = 65,27 кПа.

Задача 1.9.


Определить давление на забое закрытой газовой скважины (рис. 4), если глубина скважины Н, манометрическое давление на устье рм, плотность природного газа при атмосферном давлении и температуре в скважине (считаемой неизменной по высоте) , атмосферное давление рА.

№ вар.
Н, м
рм, Па
, кг/м3
рА, кПа

4
215
10,9
0,73
98




Рис. 4
Решение:

Для определения давления на забое газовой скважины воспользуемся барометрической формулой:

.

В нашей задаче p0 – абсолютное давление газа на устье скважины

Па

ρ0 – плотность при давлении p0;

м.

Из уравнения состояния газа следует:

с с2/м2,

а показатель степени:



Тогда

Па
Ответ: p = 99562 Па

Смотрите также файлы