Задача №1
Резервуар типа РВС заполнен нефтью до уровня h, в нижней части вода, ее уровень h1. Давление газа над зеркалом нефти Р0.
Определить гидростатическое давление в т.А и полное давление на днище резервуара (рис. 1). Данные приведены в таблице №1.
Таблица №1
Величины |
Варианты |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Давление газа Р0, мм рт.ст. |
23 |
25 |
19 |
21 |
15 |
17 |
11 |
13 |
7 |
9 |
Уровень жидкости h, м |
6.0 |
5.0 |
6.8 |
6.5 |
7.5 |
7.0 |
9.0 |
8.0 |
11.0 |
10.0 |
Уровень воды h1, м |
1.5 |
1.0 |
2.5 |
2.0 |
3.5 |
3.0 |
4.5 |
4.0 |
6.0 |
5.0 |
Плотность нефти ρН,кг/м3 |
872 |
870 |
877 |
875 |
882 |
880 |
888 |
884 |
895 |
890 |
Плотность воды ρВ, кг/м3 |
1120 |
1125 |
1116 |
1118 |
1112 |
1114 |
1108 |
1110 |
1104 |
1106 |
Решение задачи.
Согласно закону Паскаля, давление в любой точке жидкости складывается из внешнего давления Р0 на свободной поверхности и давления столба жидкости над точкой.
По условию задачи жидкость является двухфазной – нефть и вода, которые имеют различную плотность и следовательно для каждой жидкости учитывается её высота (уровень):
р = р0 + ρН *(h-h1) + ρВ * h1, Па
р =11*133,322+888*(9-4,5)+1108*4,5=10448,542Па
Для решения задачи по единой системе единиц измерения (СИ) требуется перевести давление газа Р0 из мм.рт.ст. в Па (1 мм.рт.ст. ≈ 133,322 Па)
Задача №2
Определить время обезвоживания (отстоя) t нефти в резервуаре (РВС), в котором уровень взлива h, диаметр D, диаметр капель воды d, при плотности нефти равной ρН, плотности воды ρВ, вязкостью нефти μН (рис. 2). Данные приведены в таблице №2.
Таблица №2
Величины |
Варианты |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Диаметр D резервуара, м |
15,18 |
15,18 |
15,18 |
15,18 |
21,8 |
15,18 |
21,8 |
21,8 |
21,8 |
21,8 |
Уровень нефти h, м |
6.0 |
5.0 |
6.8 |
6.5 |
7.5 |
7.0 |
9.0 |
8.0 |
11.0 |
10.0 |
Плотность нефти ρН,кг/м3 |
872 |
870 |
877 |
875 |
882 |
880 |
888 |
884 |
895 |
890 |
Плотность воды ρВ, кг/м3 |
1120 |
1125 |
1116 |
1118 |
1112 |
1114 |
1108 |
1110 |
1104 |
1106 |
Диаметр капель d, мм |
0,15 |
0,1 |
0,25 |
0,2 |
0,35 |
0,3 |
0,45 |
0,4 |
0,55 |
0,5 |
Вязкость нефти μН, Па∙с |
0,020 |
0,015 |
0,030 |
0,025 |
0,040 |
0,035 |
0,050 |
0,045 |
0,060 |
0,055 |
Решение задачи.
Отстой воды из сырой нефти происходит при условии предварительной деэмульсации (разбивке эмульсии) предварительной подачей реагентов-деэмульгаторов на входе резервуара (путевая деэмульсация) и основан на явлении гравитации за счёт разницы плотностей нефти и воды.
Скорость оседания капель воды рассчитывается по уравнению Стокса:
,
м/с
,
м/с
Как известно, скорость движения жидкости в равна отношению проходящего объёма ко времени движения (отстоя). Отсюда время отстоя нефти:
=
,
с