4. Оформление документа по специальности в текстовом редакторе – 2 часа
Цель самостоятельной работы: формирование навыков оформления документации по специальности.
Задание: Оформить документ в MS Word согласно своему варианту. Текстовый материал по вариантам представлен в приложении 2.
Инструкция по выполнению самостоятельной работы:
Создать документ MS Word.
Установить поля документа, параметры страницы, требуемый шрифт.
Набрать текст.
Ввести и пронумеровать формулы согласно требованиям.
На первом листе в правом верхнем углу ввести служебную информацию: № группы, фамилию, инициалы студента (шрифт Times New Roman, размер – 12 пт).
Напечатать документ на принтере.
Требования к содержанию и порядку оформления работы:
работа сдается в печатном виде на бумаге формата А4, ориентация листа книжная;
на первой странице указывается вариант работы;
шрифт Times New Roman, цвет черный;
размер – 12 пт.;
поля документа (см): левое – 3, правое, верхнее и нижнее - 1,5; переплета нет;
заголовки, если имеются в тексте, полужирным шрифтом, установить по центру;
текст выровнен по ширине;
красная строка выполняется клавишей Tab;
междустрочный интервал –1,15;
интервал перед абзацем и после абзаца 0;
формулы расположить по центру, все формулы пронумеровать, начиная с первой, в тексте ссылаться на формулы согласно своей нумерации;
пример оформления формулы:
 (1)
Критерии оценки:
Правильно установлены параметры разметки страницы, верно введена служебная информация – 1 балл;
Набор и правильное форматирование текстового материала – 2 балла;
Правильно введены и оформлены формулы –2 балла;
Максимальный результат –5 баллов.
5. Выполнение расчетов по специальности в электронных таблицах Excel – 4 часа
Гидравлический расчёт нефтепровода
Цель самостоятельной работы: формирование навыков обработки и анализа профессиональной информации в электронных таблицах; приобретение практических навыков расчета пропускной способности выкидной линии.
Рекомендуемые источники: Лутошкин Г.С., Дунюшкин И.И. Сборник задач по сбору и подготовке нефти газа и воды на промыслах: Учебное пособие для вузов.- М.: ОООИД «Альянс», 2007. -135 с.
Задание: Организовать в Excel гидравлический расчет нефтепровода согласно своему варианту. Образец организации расчетов в электронных таблицах для нулевого варианта представлен в Приложении 3.
Инструкция по выполнению самостоятельной работы:
Изучить пояснения к работе, представленные ниже.
Разобрать решение примера.
Организовать расчет в Excel пропускной способности выкидной линии, используя исходные данные к задаче (Приложение 4), согласно своему варианту;
Построить график зависимости напора от объемного расхода;
Построить график зависимости объемного расхода от полной (суммарной) потери напора.
Требования к содержанию и порядку оформления работы:
Задание выполняется по данным своего варианта в электронных таблицах Excel.
Вся работа должна быть представлена на одном листе книги.
В ряде формул рекомендуется использовать абсолютную адресацию.
При определении типа движения жидкости обязательно использовать логическую функцию «Если».
По усмотрению студента можно сделать заливку цветом диапазонов с исходными данными или результатов расчетов.
Работа сдается в электронном виде.
Пояснения к работе
При течении жидкости по трубам ей приходится затрачивать энергию на преодоление сил внешнего и внутреннего трения. В прямых участках труб эти силы сопротивления действуют по всей длине потока и общая потеря энергии на их преодоление прямо пропорциональна длине трубы. Такие сопротивления называются линейными. Их величина (потеря давления) зависит от плотности и вязкости жидкости, а также от диаметра трубы (чем меньше диаметр, тем больше сопротивление), скорости течения (увеличение скорости увеличивает потери) и чистоты внутренней поверхности трубы (чем больше шероховатость стенок, тем больше сопротивление).
Режимы течения жидкости.
В практике наблюдаются два характерных режима течения жидкостей: ламинарный и турбулентный.
При ламинарном режиме элементарные струйки потока текут параллельно, не перемешиваясь. Если в такой поток ввести струйку окрашенной жидкости, то она будет продолжать свое течение в виде тонкой нити среди потока неокрашенной жидкости, не размываясь. Такой режим течения возможен при очень малых скоростях потока. С увеличением скорости выше определенного предела течение становится турбулентным, вихреобразным, при котором жидкость в пределах поперечного сечения трубопровода интенсивно перемешивается.
При гидравлическом расчете трубопровода обычно решается одна из двух задач: определение необходимого перепада давлений (напора) для пропуска данного расхода жидкости или определение расхода жидкости в системе при заданном перепаде давлений. В любом случае должна быть определена полная потеря напора в системе.
Пример
На устье фонтанной скважины поддерживают напор H = 85 м, (давление 0,67МПа). Нефть плотностью ρ = 800 кг/м3, динамической вязкостью μ = 20 мПа∙с транспортируется в однофазном состоянии по выкидной линии длиной l = 3000 м, диаметром d = 100мм к «Спутнику», находящемуся выше устья скважины на расстоянии Z = 30м (Z - определяет высоту положения различных точек линии тока над плоскостью сравнения, геометрический напор, разность геодезических отметок, м). Определить пропускную способность выкидной линии.
Решение:
Последовательно задаем ряд произвольных значений объемного расхода жидкости Q, м3/с, представлены в таблице 1. Выполним расчет для Q1.
1. Определяем линейную скорость:
 ;  ; (1)
2. Определяем тип движения жидкости по числу Рейнольдса.
Re – это безразмерный комплекс, который называется числом (или критерием) Рейнольдса в честь английского физика Осборна Рейнольдса, в конце прошлого века экспериментально наблюдавшего наличие двух режимов течения. Малые значения чисел Рейнольдса соответствуют ламинарному течению. Большие значения соответствуют режиму течения.
Re < 2320, тип движения ламинарный.
Re > 2320, тип движения турбулентный.
Если дана динамическая вязкость μ
(2)
Если дана кинематическая вязкость (сопротивление жидкости движению под действием гравитации) v
 ; (3)
 Согласно условиям задачи дана динамическая вязкость, следовательно используем формулу (2):
(4)
Тип движения жидкости ламинарный.
4. Определяем коэффициент линейного сопротивления λ, зависящий от числа Рейнольдса:
 при ламинарном движении жидкости;  ;
 при турбулентном движении жидкости.
(5)
5. Определяем потерю напора (на трение по длине):
 
6. Определяем полную потерю напора в системе:
 ;  (6)
 7. Определяем полный потребный напор
(7)
Таблица 1 – Рекомендованные объемные расходы и полученные расчетные величины
Qi, м3/с
|
ωi, м/с
|
Rei
|
λi
|
 hтi, м
|
Hzi, м
|
Hi, м
|
0,001
|
0,127
|
509,554
|
0,126
|
3,117
|
33,117
|
118,117
|
0,003
|
0,382
|
1528,662
|
0,042
|
9,350
|
39,350
|
124,350
|
0,006
|
0,764
|
3057,325
|
0,043
|
38,009
|
68,009
|
153,009
|
0,008
|
1,019
|
4076,433
|
0,040
|
62,882
|
92,882
|
177,882
|
0,012
|
1,529
|
6114,650
|
0,036
|
127,847
|
157,847
|
242,847
|
По рассчитанным данным можно построить кривую потребного напора в зависимости от расхода, рис. 8. Пользуясь графиком, по заданному перепаду напора находим искомую производительность выкидной линии.
Рисунок 8 – Зависимость напора от объемного расхода
Чем больше расход Q, который необходимо обеспечить в трубопроводе, тем больше требуется потребный напор Н. При ламинарном течении эта кривая изображается прямой линией, при турбулентном – параболой. Крутизна кривых потребного напора зависит от сопротивления трубопровода и возрастает с увеличением длины трубопровода и уменьшением диаметра, а также с увеличением местных гидравлических сопротивлений.
Величина статического (геометрического) напора Z положительна в том случае, когда жидкость движется вверх или в полость с повышенным давлением, и отрицательна при опускании жидкости или движении в полость с пониженным давлением. Точка пересечения кривой потребного напора с осью абсцисс (если такая возникает) определяет расход при движении жидкости самотеком. Потребный напор в этом случае равен нулю.
Иногда вместо кривых потребного напора удобнее пользоваться характеристиками трубопровода. Характеристикой трубопровода называется зависимость суммарной потери напора (или давления) в трубопроводе от расхода, рис. 9.
Рисунок 9 – Зависимость расхода от потерь
Критерии оценки:
Верно введены расчетные формулы – 2 балла;
Верно выполнен перевод данных в систему СИ – 1 балл;
Построены требуемые диаграммы – 1 балл;
Правильно выполнено форматирование диаграмм – 1 балл;
Максимальный результат –5 баллов.
|
