Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Кинель-Черкасского месторождения

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
28.06.2024
Размер:
3.56 Mб
Скачать

81

На границе 8 и 7 зоны:

Re

г

87

 

=

4 0,019

827

= 118319

 

 

3,14

0,0251

0,00674

 

;

На границе 7 и 6 зоны:

Re

г

 

=

4 0,019

825

= 124304

 

 

 

7

6

 

 

 

3,14

0,0251

0,00640

 

 

 

 

 

;

На границе 6 и 5 зоны:

Re

г

65

 

=

4 0,019

824

= 130687

 

 

3,14

0,0251

0,00608

 

;

На границе 5 и 4 зоны:

Re

г

=

4 0,019

823

= 137542

 

 

54

 

 

 

3,14

0,0251

0,00577

 

 

 

 

;

На границе 4 и 3 зоны:

Re

г

43

 

=

4 0,019

821

= 144205

 

 

3,14

0,0251

0,00549

 

;

На границе 3 и 2 зоны:

Re

г

32

 

=

4 0,019

820

= 151190

 

 

3,14

0,0251

0,00523

 

;

На границе 2 и 1 зоны:

Консорциум « Н е д р а »

82

Re

г

21

 

=

4 0,019

818

= 158392

 

 

3,14

0,0251

0,00498

 

Определение критерия Прандтля для горячего потока каждой зоны при ее средней температуре

Критерий Прандтля для горячего потока каждой зоны при ее средней температуре определяем по формуле:

 

 

 

г

с

г

 

г

 

 

 

 

 

 

 

г

 

 

fi

 

fi

 

fi

,

Рrfi

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г

 

 

 

 

 

 

 

 

fi

 

 

 

где гfi – кинематическая вязкость горячего потока при средней температуре i-той зоны, м2/с;

сг

удельная теплоемкость горячего потока при средней температуре i-той зоны, Дж/кг·К;

fi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fi

теплопроводность горячего потока при средней температуре i-той зоны, Вт/м·К.

г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Критерий Прандтля для горячего потока на границе 11 и 10 зоны:

 

 

 

 

 

 

9,55 10

6

1965 831

 

 

 

 

г

=

 

=132,2

;

 

 

Рrf 1110

 

 

0,118

 

 

 

 

 

 

 

 

На границе 10 и 9 зоны:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9,05 10

6

1974 830

 

 

 

 

г

=

 

 

=125,6

;

 

 

Рrf 109

 

0,118

 

 

 

 

 

 

 

На границе 9 и 8 зоны:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8,59 10

6

1984 828

 

 

 

 

г

=

 

 

 

= 119,5;

 

 

Рrf 98

0,118

 

 

 

 

 

 

На границе 8 и 7 зоны:

(7.8)

Консорциум « Н е д р а »

83

Рr

г

f 87

 

 

8,15 10

6

1992

827

=

 

 

0,118

 

 

 

 

=

113,8

;

На границе 7 и 6 зоны:

Рr

г

 

f 76

=

7,76 10

6

2002

825

 

0,117

 

=

109,5

;

На границе 6 и 5 зоны:

Рr

г

f 65

 

=

7,38 10

6

2011 824

 

0,117

=104,5

;

На границе 5 и 4 зоны:

Рr

г

 

f 54

=

7,01 10

6

2019

823

 

 

0,117

 

=

99,6

;

На границе 4 и 3 зоны:

Рr

г

 

 

43

f

=

6,69 10

6

2029

821

 

 

=

0,117

 

 

 

95,2

;

На границе 3 и 2 зоны:

Рr

г

 

=

6,38 106

2038 820

= 91,1;

 

 

 

 

f 32

 

 

0,117

 

 

 

 

 

 

 

На границе 2 и 1 зоны:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6,09 10

6

2048 818

 

Рr

г

 

=

 

= 87,2

 

 

 

 

 

21

 

 

 

f

 

0,117

 

 

 

 

 

 

Консорциум « Н е д р а »

84

Определение параметра Прандтля для горячего потока каждой зоны при средней температуре стенки

Параметр Прандтля для горячего потока каждой зоны при средней температуре стенки определяем по формуле:

 

 

 

 

 

 

г

с

г

 

 

г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рrстi =

 

стi

 

р

стi

 

стi

,

(7.9)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стi

 

 

 

 

где

г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стi – кинематическая вязкость горячего потока при средней температуре стенки i-той зоны, м2/с;

 

 

с р

 

удельная теплоемкость горячего потока при средней температуре стенки i-той зоны, Дж/кг·К;

 

 

г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стг

i

плотность горячего потока при средней температуре стенки i-той зоны, кг/м3;

 

 

г

 

теплопроводность горячего потока при средней температуре стенки i-той зоны, Вт/м·К.

 

 

стi

 

Среднюю температуру стенки в пределах каждой зоны выбираем произвольно, а в последствии проверяем

правильность ее выбора.

Параметр Прандтля для горячего потока на границе 11 и 10 зоны при средней температуре стенки равной 27 0С:

 

1,07 10

5

1947

834

 

 

Рrст11-10 =

 

=146,7

;

 

0,118

 

 

 

 

 

 

Параметр Прандтля для горячего потока на границе 10 и 9 зоны при средней температуре стенки равной 28,45 0С:

 

 

1,02 10

5

1953 833

 

 

Рrст10-9

=

 

=141,2

;

 

0,118

 

 

 

 

 

Параметр Прандтля для горячего потока на границе 9 и 8 зоны при средней температуре стенки равной 29,9 0С:

Консорциум « Н е д р а »

85

Рrст9-8

=

9,84 10

6

1960

832

 

0,118

 

=

136

;

Параметр Прандтля для горячего потока на границе 8 и 7 зоны при средней температуре стенки равной 31,34 0С:

Рrст8-7

=

9,46 10

6

1966

831

 

0,118

 

=

131

;

Параметр Прандтля для горячего потока на границе 7 и 6 зоны при средней температуре стенки равной 32,79 0С:

Рrст7-6

=

9,10 10

6

1973

830

 

 

0,118

 

=

126,3

;

Параметр Прандтля для горячего потока на границе 6 и 5 зоны при средней температуре стенки равной 34,23 0С:

Рrст6-5

 

8,76 10

6

1979

829

=

 

0,118

 

 

 

=

121,8

;

Параметр Прандтля для горячего потока на границе 5 и 4 зоны при средней температуре стенки равной 35,68 0С:

Рrст5-4

=

8,44 10

6

1986

828

 

0,118

 

= 117,6

;

Параметр Прандтля для горячего потока на границе 4 и 3 зоны при средней температуре стенки равной 37,14 0С:

Рrст4-3

 

8,12 10

6

1993 827

=

 

 

0,118

 

 

=113,5

;

Параметр Прандтля для горячего потока на границе 3 и 2 зоны при средней температуре стенки равной 38,59 0С:

Рr

=

7,83 106 1999 826

= 110,5 ;

 

ст3-2

0,117

 

 

 

Консорциум « Н е д р а »

86

Параметр Прандтля для горячего потока на границе 2 и 1 зоны при средней температуре стенки равной 40,05 0С:

 

 

7,55 10

6

2006

825

 

Рr

=

 

=106,7

 

 

 

 

ст2-1

 

0,117

 

 

 

 

 

 

Определение параметра Грасгрофа для горячего потока каждой зоны при ее средней температуре

Параметр Грасгрофа для горячего потока каждой зоны при ее средней температуре определяем по формуле:

 

 

 

D

3

Gr

г

=

э

 

 

 

 

 

fi

 

 

 

где β – коэффициент объёмного расширения нефти;

Т fi – средняя температура горячего потока i-той зоны, 0С;

Т стi – средняя температура стенки в пределах i-той зоны, 0С.

Параметр Грасгрофа для горячего потока на границе 11 и 10 зоны:

g (T fi

г 2 fi

T

стi )

,

 

 

3

9,81 0,00066 (3127)

 

 

г

=

0,0251

= 4486,7

;

Grf 11-10

 

(9,55 10

6

)

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(7.10)

На границе 10 и 9 зоны:

Gr

г

f 10-9

 

=

0,02513

9,81 0,00066 (33 28,45)

(9,05 10

6

)

2

 

 

= 5690,4

;

На границе 9 и 8 зоны:

Консорциум « Н е д р а »

87

Gr

г

f 9-8

 

=

0,02513

9,81 0,00066 (35 29,9)

(8,59 10

6

)

2

 

 

=

7083,1

;

На границе 8 и 7 зоны:

Gr г

=

0,02513 9,81 0,00066 (37 31,34)

= 8726,5 ;

 

f 8-7

 

(8,15 106 )2

 

 

На границе 7 и 6 зоны:

Gr

г

f 7-6

 

=

0,02513

9,81 0,00066 (39 32,79)

(7,76 10

6

)

2

 

 

=

10571,8

;

На границе 6 и 5 зоны:

Gr

г

 

f

6-5

 

=

3

9,81 0,00066 (4134,23)

0,0251

 

(7,38 10

6

)

2

 

 

 

=

12733,4

;

На границе 5 и 4 зоны:

Gr

г

 

f5-4

=

0,02513

9,81 0,00066 (43 35,68)

(7,01 10

6

)

2

 

 

=

15194,1

;

На границе 4 и 3 зоны:

Gr

г

 

f

4-3

 

=

3

9,81 0,00066 (45 37,14)

0,0251

 

(6,69 10

6

)

2

 

 

 

=

17934,5

;

На границе 3 и 2 зоны:

Консорциум « Н е д р а »

88

Gr

г

f 3-2

 

=

0,02513

9,81 0,00066 (47 38,59)

(6,38 10

6

)

2

 

 

=

21087,6

;

На границе 2 и 1 зоны:

Grfг

 

=

0,02513 9,81 0,00066 (49 40,05)

= 24630,5

2-1

(6,09 106 )2

 

 

 

 

 

Определение критерия Нусельта для горячего потока каждой зоны

Критерий Нусельта для горячего потока каждой зоны при условии, что Reгfi для каждой зоны больше 104 определяем по формуле:

 

г

 

г

0,8

Nu

= 0,021 (Re

)

fi

fi

 

 

 

(Рr

 

)

 

 

г

0,

43

 

 

 

 

fi

 

 

Pr

 

г

fi

 

Pr

 

стi

 

0,25

 

 

 

 

 

 

 

,

(7.11)

Критерий Нусельта для горячего потока на границе 11 и 10 зоны:

 

 

 

 

132,2

 

0,25

Nu

г

0,8

0,43

 

f 1110

= 0,021 (100923)

(132,2)

 

146,7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

1683,6

;

На границе 10 и 9 зоны:

 

 

 

 

125,6

 

0,25

Nu

г

0,8

0,43

 

f 109

= 0,021 (106573)

(125,6)

 

141,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 1714,7

;

На границе 9 и 8 зоны:

г

 

0,8

0,43

119,5

 

0,25

Nu f

98

= 0,021 (112298)

(119,5)

 

 

 

= 1744,8 ;

136

 

 

 

 

 

 

 

Консорциум « Н е д р а »

89

На границе 8 и 7 зоны:

 

 

 

 

 

113,8

 

0,25

Nu

г

 

0,8

0,43

 

f

87

= 0,021 (118319)

(113,8)

 

132,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

1772,3

;

На границе 7 и 6 зоны:

 

 

 

 

 

109,5

 

0,25

Nu

г

 

0,8

0,43

 

f

76

= 0,021 (124304)

(109,5)

 

126,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 1816,6

;

На границе 6 и 5 зоны:

 

 

 

 

 

104,5

 

0,25

Nu

г

 

0,8

0,43

 

f

65

= 0,021 (130687)

(104,5)

 

121,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 1848,4

;

На границе 5 и 4 зоны:

 

 

 

 

99,6

 

0,25

Nu

г

0,8

0,43

 

f 54

= 0,021 (137542)

(99,6)

 

117,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

1880,1

;

На границе 4 и 3 зоны:

 

 

 

 

 

95,2

 

0,25

Nu

г

 

0,8

0,43

 

f

43

= 0,021 (144205)

(95,2)

 

113,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 1910,4

;

На границе 3 и 2 зоны:

 

 

 

 

 

91,1

 

0,25

Nu

г

0,8

0,43

 

f 32

= 0,021 (151190)

(91,1)

 

110,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

1938,5

;

На границе 2 и 1 зоны:

Консорциум « Н е д р а »

90

 

 

 

 

 

87,2

 

0,25

Nu

г

 

0,8

0,43

= 1970,2

f

21

= 0,021 (158392)

(87,2)

 

106,7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение коэффициента теплоотдачи от горячего потока к разделяющей стенки для каждой зоны

Коэффициент теплоотдачи от горячего потока к разделяющей стенки для каждой зоны определяем по формуле:

 

 

Nu

г

 

г

 

 

 

 

 

 

1i

=

 

fi

 

fi

,

D

 

 

 

 

э

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент теплоотдачи от горячего потока к разделяющей стенки на границе 11 и 10 зоны:

1(1110) =

1683 ,6 0,118

= 7915

Вт/(м2·0С);

0,0251

 

 

 

(7.12)

На границе 10 и 9 зоны:

 

 

=

1714 ,7 0,118

1(109)

0,0251

 

 

 

 

 

= 8061,1

Вт/(м2·0С);

На границе 9 и 8 зоны:

1(98) = 1744 ,8 0,118 = 8202 ,6 Вт/(м2·0С); 0,0251

На границе 8 и 7 зоны:

 

 

=

1772 ,3 0,118

= 8332

1(87)

0,0251

 

 

 

 

 

 

 

Вт/(м2·0С);

На границе 7 и 6 зоны:

Консорциум « Н е д р а »