Файл: Контрольная работа по предмету инновационные и перспективные технологии транспорта углеводородов.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.12.2023
Просмотров: 477
Скачиваний: 50
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МиНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования«тюменский государственный нефтегазовый университет»Институт ТранспортаКафедра «Транспорт углеводородных ресурсов»Контрольная работа по предметуИННОВАЦИОННЫЕ И ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ТРАНСПОРТА УГЛЕВОДОРОДОВ
ТюменьТюмГНГУ2016
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
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.
Ответ: Δ = 0,78.
Решение:Абсолютное давление газа: Па.Абсолютная температура газа: КПриведение объема газа к нужным параметрам выполняется по следующей зависимости: м3Тогда объем для стандартных условий (T2 = 273,15 (0 °С) и p2 = 1 атм = 101325 Па) м3Объем при 20 °С (T2 = 273,15 + 20 = 293,15 К) и атмосферном давлении м3Ответ: V0= 3811,49 м3; V20= 4090,56 м3.
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.
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
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.
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.
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.
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.
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
| Выполнил: Васютков Е.Н. | Проверил: |
| Студент группы: | д.т.н., профессор |
| Вариант: 4 | Земенков Ю.Д |
| Номер зачетной книжки: | |
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 20С и 1 атм:метан 16,043 0,717этан 30,07 1,344пропан 44,097 1,967воздух 28,96 1,206-
№ вар.
А
В
С
4.
73
17
10
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 20С и атмосферном давлении. Коэффициент сжимаемости принять равным 0,95.| № вар. | V, м3 | t, °С | р, МПа |
| 4. | 280 | 55 | 1,5 |
Задача 1.4.
62 кг жидкого газа имеет массовый состав: А % пропана, В % бутана, С % пентана. Определить объем газа после его испарения при 0С и атмосферном давлении.Молярные массы:пропан 44,097бутан 58,124пентан 72,151-
№ вар.
А
В
С
4.
73
17
10
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
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
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.
; м3Длина 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 =46,51кПаОтвет:
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
Паρ0 – плотность при давлении p0;
м.Из уравнения состояния газа следует:
с с2/м2,а показатель степени:
Тогда
ПаОтвет: p = 99562 Па