- •Часть 1 Гидравлика
- •Вводная лекция Предмет, задачи и методы гидравлики.
- •Краткая история развития гидравлики.
- •Роль гидравлики в нефтегазовом деле.
- •Введение
- •1. Предмет, задачи и методы гидравлики. Краткая история развития гидравлики.
- •2. Роль гидравлики в нефтегазовом деле.
- •Лекция 1.Общие сведения о жидкостях и газах. Введение
- •1. Общие сведения о жидкостях и газах.
- •Дольные и кратные приставки
- •2.Основные физические свойства жидкостей и газов
- •2.1.Плотность жидкости
- •2.2. Температурное расширение
- •Из формулы (6) можно определить объем, который жидкость займет
- •2.3. Сжимаемость жидкости
- •2.4. Вязкость жидкости
- •2.5. Давление насыщенных паров
- •2.6. Поверхностное натяжение
- •3. Измерение плотности и вязкости жидкости.
- •Заключение
- •Литература
- •Лекция 2. Гидростатическое давление.
- •1.Силы, действующие в покоящейся жидкости
- •2. Понятие о давлении, свойства гидростатического давления, виды давления
- •3. Основное уравнение гидростатики. Закон паскаля.
- •Разделим левую и правую часть уравнения на Δх Δу, получим
- •А для закрытого сосуда
- •4. Геометрическая высота, пьезомтрическая высота.
- •Найдем выражение для γэф и следующих уравнений (см. Рис.9,д)
- •Произведя подстановки и преобразования, получим
- •В начале лекции, говоря о вакуумметрическом давлении мы написали уравнение
- •Заключение
- •Окончательно
- •Для определения силы гидростатического давления жидкости на плоскую поверхность необходимо знать кроме величины и направления силы, также точку приложения этой силы – так называемый центр давления.
- •2. Сила гидростатического давления на криволинейные поверхности.
- •3. Эпюры гидростатического давления.
- •Заключение.
- •Литература
- •Введение
- •1. Выталкивающая сила гидростатического давления. Закон Архимеда
- •Заключение
- •Литература
- •Введение
- •1. Основы кинематики. Основные понятия и определения кинематики и динамики жидкостей и газов. Задачи гидродинамики.
- •2. Поток жидкости. Основные элементы потока.
- •3. Средняя скорость, расход жидкости. Уравнение неразрывности потока.
- •Литература
- •Введение
- •1.Уравнение Бернулли для идеальной жидкости. Геометрический и энергетический смысл уравнения Бернулли.
- •Заметим, что
- •Эта работа (рсд) равна
- •Уравнение Бернулли для реальной жидкости
- •Заключение
- •Литература
- •Лекция 7. Теория гидродинамических сопротивлений.
- •1. Режимы движения жидкости в трубах. Число Рейнольдса. Элементы подобия гидравлических процессов
- •Режимы движения жидкости в трубах
- •Число Рейнольдса
- •Элементы подобия гидродинамических процессов
- •2.Понятие о шероховатости труб. Гидравлическое сопротивление. Сопротивление движению жидкости в трубах за счёт трения. Коэффициент гидравлического сопротивления
- •2.1.Понятие о шероховатости труб.
- •Значения эквивалентной шероховатости
- •В результате формула (7) имеет вид
- •3.График Никурадзе..
- •4. Гидравлический уклон
- •Литература
- •Общие сведения о местных сопротивлениях
- •2. Внезапное расширение русла
- •Сгруппировав члены, получим
- •2. Постепенное расширение русла
- •3. Сужение русла
- •4. Поворот русла
- •5.Местные сопротивления при ламинарном течении. Эквивалентная длина местных сопротивлений.
- •Заключение
- •Литература
- •1. Истечение жидкости через малое отверстие в тонкой стенке при постоянном напоре
- •2. Истечение жидкости через малое отверстие в тонкой стенке при переменном напоре
- •3. Истечение жидкости через насадки.
- •4. Влияние числа Рейнольдса на истечение жидкости.
- •Заключение.
- •Литература
- •Лекция 10. Гидравлическая характеристика трубопровода.
- •Литература
- •Введение
- •1. Неустановившееся течение жидкости в жестких трубах
- •2.Физическая сущность гидравлического удара по н.Е. Жуковскому
- •3. Уравнение гидравлического удара в цилиндрических трубах. Прямой гидравлический удар. Непрямой гидравлический удар
- •4. Способы ослабления гидравлического удара
- •Литература
2. Роль гидравлики в нефтегазовом деле.
Особое значение гидравлика имеет для нефтяной и газовой промышленности, так как все процессы, начиная от бурения скважин и кончая транспортированием готовой продукции потребителю, связаны с перемещением и хранением нефти и нефтепродуктов. В развитии нефтяной гидромеханики роль русских ученых проявилась наиболее ярко.
В.Г.Шухов (1859 - 1939) разработал основы гидравлического расчета трубопровода, которые затем развили Л.С. Лейбензон (1879 - 1951) и его ученики И.А. Чарный (1909 - 1967), В.И. Черникин (1912 - 1965) и др.
Знание гидромеханики специалистам нефтяникам необходимо для решения многих инженерных задач. Еще студентами будущие специалисты нефтегазового дела должны овладеть запасом знаний по теоретическим вопросам гидромеханики для успешного усвоения специальных дисциплин, которые являются основой в подготовке специалиста нефтегазового комплекса.
В каких бы подразделениях, и на каких должностях не работал бы специалист нефтегазового комплекса, ему всегда придется иметь дело с нефтью и продуктами её переработки со средствами хранения и транспортирования этих жидкостей. А чтобы правильно применять, хранить и транспортировать нефть, горючее и смазочные материалы и безаварийно эксплуатировать технические средства, используемые для этих целей, наряду со специальными вопросами необходимо знать законы гидромеханики.
Исходя из этого можно сделать вывод, что специалист нефтегазового комплекса должен всегда помнить, что он будет иметь дело со специфическими жидкостями, подчиняющимися всем законам гидромеханики, и от знания этих законов будет зависеть правильность применения, приема, хранения, выдачи, транспортирования нефти,горючего и смазочных материалов, безаварийная эксплуатация технических средств используемых для этих целей.
Заключение
В лекции дано определение гидравлики как науки и рассмотрена история ее развития. Подчеркнута важность знания гидравлики для специалиста нефтяника.
Лекция 1.Общие сведения о жидкостях и газах. Введение
Под физической величиной понимается свойство, общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта (например, масса свойственна всем физическим телам, но для каждого из них она различна).
Единица Физической величины - это физическая величина, которой по определению присвоено числовое значение равное 1.
Основная единица - единица основной физической величины, выбранная произвольно при построении системы единиц. Например, в Международной системе единиц (СИ) основными единицами в механике являются метр, килограмм, секунда.
Производная единица - единица физической величины, образуемая по определяющему эту единицу уравнению из других единиц данной системы единиц.
Например, в Международной системе единиц ( СИ ) производными единицами будут м2 ( единица площади ), м3 ( единица объема ), м/с ( единица скорости ) и др.
С 1 января 1982 года действует ГОСТ 8.417 - 81 предусматривающий
полный переход на Международную систему единиц ( СИ ) во всех
областях науки, техники, народного хозяйства и в учебном процессе.
Наиболее распространенные в гидромеханике единицы намерения
приведены в таблице 1.
Таблица 1.
Основные и некоторые производные единицы величин, используемые в гидромеханике
Величина |
Единица |
||||||
Наименование |
Размерность |
Наименование |
Обозначение |
||||
Основные единицы |
|||||||
Длина |
L |
метр |
М |
||||
Масса |
М |
килограмм |
Кг |
||||
Время |
Т |
секунда |
С |
||||
Производные единицы |
|||||||
Площадь |
L2 |
Квадратный метр |
М2 |
||||
Объем, вместимость |
L3 |
Кубический метр |
М3 |
||||
Скорость |
LТ-1 |
Метр в секунду |
М/с |
||||
|
|
|
|
||||
Сила, в т.ч. сила тяжести |
LМТ-2 |
Ньютон |
Н |
||||
Энергия, работа |
L2МТ-2 |
Джоуль |
Дж |
||||
Давление |
L-1МТ-2 |
Паскаль |
Па |
||||
Мощность |
L2МТ-3 |
Ватт |
Вт |
||||
Плотность |
L-3М |
Килограмм на кубический метр |
Кг/м3 |
||||
Динамическая вязкость |
L-1МТ-1 |
Паскаль-секунда |
Па*с |
||||
Кинематическая вязкость |
L2Т-1 |
Квадратный метр на секунду |
М2/с |
||||
Объёмный расход |
L3Т-1 |
Кубический метр на секунду |
М3/с |
||||
Массовый расход |
МТ-1 |
Килограмм в секунду |
Кг/с |
||||
При необходимости образовать кратную или дольную величину можно использовать приставки заменяющие множители (Таб.2).
Например, 106Па=1МПа, 103Н=1КН.
При расчетах приставки должны быть заменены соответствующими множителями.
Таблица.2
