2. Подбор и корректировка рабочих характеристик центробежных насосов.

Рабочие характеристики:

1. Подача;

2. Напор;

3. Высота всасывания;

4. Мощность насоса;

5. КПД (коэффициент полезного действия) насоса;

Способы регулирования параметров работы насоса.

1. Изменение числа оборотов рабочего органа центробежного насоса, соответствующее формулам пропорциональности:

2. Изменение характеристики сети путем снижения или увеличения гидравлического сопротивления.

3. Байпасирование – возвращение части жидкости из нагнетательного трубопровода во всасывающий патрубок.

4. Параллельное включение насосов применяется для увеличения напора.

5. Последовательное включение насосов применяется для увеличение подачи.

Основные параметры, указываемые при выборе типа насоса: подача, напор, температура перекачиваемой жидкости и ее характеристики (химическая активность, загрязненность, вязкость и другие), кавитационный запас, частота вращения рабочего колеса, направление вращения, коэффициент полезного действия, мощность двигателя, габаритные размеры, требования к ресурсу и виброшумовым характеристикам, тип приводного двигателя и его основные характеристики.

3. Параметры подобия технологических процессов.

Подобие процессов – основа теории подобия, являющейся теоретической базой курса процессов и аппаратов. Процессы подобны между собой только в том случае, если соблюдается подобие: геометрическое и временное, полей физических величин, начальных и граничных условий. Подобие характеризуется константами и инвариантами подобия:

а) константа подобия

,

где к₁ – безразмерный масштабный множитель, выражающий отношение однородных сходственных величин подобных систем;

б) инвариант подобия

,

где inv – отношение сходственных величин в пределах каждой подобной системы.

Симплекс подобия – инвариант подобия, выраженный отношением двух однородных физических величин

Критерий подобия – инвариант подобия, выраженный отношением двух разнородных физических величин, характеризующих изучаемый процесс, т.е. представляет собой безразмерный комплекс, например, критерий Рейнольдса

Согласно основным теоремам подобия процессы будут подобны, если они имеют одинаковые критерии подобия и описываются одинаковыми дифференциальными уравнениями. Эти уравнения путем метода теории подобия преобразуются в обобщенные критериальные уравнения, явный вид которых находится экспериментальным путем.

Экзаменационный билет №18

1. Основные характеристики нефтяного и газового пласта.

Для определения характеристики нефтяного и газового пласта необходимо знать:

1) гранулометрический (механический) состав пород;

2) пористость;

3) проницаемость;

4) капиллярные свойства;

5) удельную поверхность;

6) механические свойства (упругость, пластичность, сопротивление разрыву, сжатию и другим видам деформаций);

7) тепловые свойства (теплоемкость, теплопроводность);

8) насыщенность пород водой, нефтью и газом в различных условиях.

• Количественное (массовое) содержание в породе частиц различной величины принято называть гранулометрическим (механическим) составом, от которого зависят многие свойства пористой среды: проницаемость, пористость, удельная поверхность, капиллярные свойства и т.д. По механическому составу можно судить о геологических и палеогеографических условиях отложения пород залежи. Поэтому начальным этапом исследований при изучении генезиса осадочных пород может быть гранулометрический анализ их.

• 

• 

• КАПИЛЛЯРНОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОД - совокупность явлений, обусловленных силами взаимодействия между молекулами жидкости и твердыми телами на их общей границе. К. г. п. характеризуется смачиванием или несмачиванием твердых тел жидкостями, явлениями поверхностного натяжения, подъемом и опусканием жидкости в очень узких трубах — капиллярах — либо в щелях между плоскостями, образованием менисков. Последние исследования показали, что подпитие капиллярной воды происходит благодаря энергии гидратации ионов и молекул на пограничной поверхности твердой и жидкой фаз, т. е. К. г. п. имеет электрохимическую природу

• КАПИЛЛЯРНОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОД

• совокупность явлений, обусловленных силами взаимодействия между молекулами жидкости и твердыми телами на их общей границе. К. г. п. характеризуется смачиванием или несмачиванием твердых тел жидкостями, явлениями поверхностного натяжения, подъемом и опусканием жидкости в очень узких трубах — капиллярах — либо в щелях между плоскостями, образованием менисков. Последние исследования показали, что подпитие капиллярной воды происходит благодаря энергии гидратации ионов и молекул на пограничной поверхности твердой и жидкой фаз, т. е. К. г. п. имеет электрохимическую природу

• мех. свой.:

• УПРУГОСТЬ горных пород — свойство горных пород восстанавливать исходную форму и размеры после снятия механической нагрузки. Полное восстановление возможно только в случае, если не превышен предел упругой деформации. Им называется минимальное напряжение, при котором начинаются необратимые пластические деформации. Упругость оценивается параметрами упругости — коэффициентом пропорциональности между напряжениями и соответствующими им упругими деформациями. Для случая изотропных горных пород связь между напряжениями и деформациями выражается системой уравнений, куда входят три параметра упругости: модуль Юнга (Е), модуль сдвига (G) и коэффициент Пуассона (n), связанные между собой уравнением G = Е/2(1-2n).

• ПЛАСТИЧНОСТЬ горной породы — свойство горных пород необратимо деформироваться без микроскопических нарушений сплошности под действием механической нагрузки. Пластичность увеличивается с ростом температуры и давления. Наиболее пластичные горные породы — глины, графит, каменная соль и некоторые др. Под давлением 0,98-1,96 МПа гранит и диабазстановятся пластичными.

• Тепл. Свойс:

• ТЕПЛОЁМКОСТЬ горных пород — свойство горных пород аккумулировать тепло. Удельной теплоемкостью называется количество энергии, необходимое для повышения температуры породы на 1 градус: С=Q/Mt, где

Q — количество тепла, расходуемое для нагревания определённой массы М породы на t град.

Наибольшей теплоемкостью обладает вода: С=4,18 Дж/г•град. Из твёрдых минералов наибольшую теплоемкость имеет каменный уголь (1,29); наименьшую — золото (0,13) и диабаз (0,17). Теплоемкость увеличивается при увеличении температуры и влажности породы. Знание теплоемкости необходимо для расчёта по уравнению теплопроводности распределения температуры в породе, для определения количества тепла, нужного для нагревания (или охлаждения) породы до заданной температуры.

• ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ горных пород — свойство горных пород передавать тепло от более нагретых участков к менее нагретым.

Теплопроводность вычисляют по формуле Фурье: l=Q/(dT/dh)st, измеряя Q — количество тепла, прошедшее через слой породы dh за время t при разности температур dT на граничных поверхностях слоя породы (s — поверхность слоя породы, через которую проходит поток тепла). Наибольшую теплопроводность имеет серебро (l=310 Вт/м•град), наименьшую — бурый уголь (0,25), у пирита l=38. При увеличении температуры теплопроводность породы уменьшается. Кристаллы минералов и слоистые породы анизотропны по теплопроводности: параллельно слоям теплопроводность больше, чем перпендикулярно им. Знание теплопроводности необходимо для расчёта по уравнению теплопроводности распределения и распространения температуры в породе.

• ВОДОНАСЫЩЕННОСТЬ горных пород — степень заполнения порового пространства, пустот и трещин в горных породахводой.

Водонасыщенность в естественных условиях соответствует влажности горных пород, максимальное водонасыщение горных пород определяется полной их влагоёмкостью (достигается методами принудительной прокачки воды через породы и т.п.). Коэффициент водонасыщенности определяют как отношение массы воды, насыщающей породу при обычной температуре и давлении, к массе поглощённой воды, нагнетаемой в породу под давлением до 1,5•10⁷ Па. У воздушно-сухих пород Квн < 0,5, у влажных 0,5-0,8, у полностью водонасыщенных 1,0.

Водонасыщенность зависит от гидрогеологического режима, минерального состава, характера порового пространства, количества пор (рис.) и т.д. В нефтегазоносных районах водонасыщенность предопределяет характер распределения флюидов в породах, их подвижность в массивах, эффективность извлечения нефтии газа из пород.

Водонасыщенность используется при косвенной характеристике морозостойкости скальных и полускальных пород, смерзаемости полезных ископаемых в зимний период.