
Кинель-Черкасского месторождения
.pdf
81
На границе 8 и 7 зоны:
Re |
г |
|
8−7 |
||
|
= |
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 |
|
6−5 |
||
|
= |
4 0,019 |
824 |
= 130687 |
|
|
||
3,14 |
0,0251 |
0,00608 |
|
;
На границе 5 и 4 зоны:
Re |
г |
= |
4 0,019 |
823 |
= 137542 |
|
|
||||
5−4 |
|
|
|||
|
3,14 |
0,0251 |
0,00577 |
|
|
|
|
|
;
На границе 4 и 3 зоны:
Re |
г |
|
4−3 |
||
|
= |
4 0,019 |
821 |
= 144205 |
|
|
||
3,14 |
0,0251 |
0,00549 |
|
;
На границе 3 и 2 зоны:
Re |
г |
|
3−2 |
||
|
= |
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 |
|
2−1 |
||
|
= |
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 11−10 |
|
|
0,118 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
На границе 10 и 9 зоны: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
9,05 10 |
−6 |
1974 830 |
|
|
||
|
|
г |
= |
|
|
=125,6 |
; |
|||
|
|
Рrf 10−9 |
|
0,118 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||
На границе 9 и 8 зоны: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
8,59 10 |
−6 |
1984 828 |
|
|
||
|
|
г |
= |
|
|
|
= 119,5; |
|||
|
|
Рrf 9−8 |
0,118 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
На границе 8 и 7 зоны:
(7.8)
Консорциум « Н е д р а »

83
Рr |
г |
|
f 8−7 |
||
|
|
8,15 10 |
−6 |
1992 |
827 |
= |
|
|||
|
0,118 |
|
||
|
|
|
=
113,8
;
На границе 7 и 6 зоны:
Рr |
г |
|
|
f 7−6 |
=
7,76 10 |
−6 |
2002 |
825 |
|
|||
0,117 |
|
=
109,5
;
На границе 6 и 5 зоны:
Рr |
г |
|
f 6−5 |
||
|
=
7,38 10 |
−6 |
2011 824 |
|
||
0,117 |
=104,5
;
На границе 5 и 4 зоны:
Рr |
г |
|
|
f 5−4 |
=
7,01 10 |
−6 |
2019 |
823 |
|
|||
|
0,117 |
|
=
99,6
;
На границе 4 и 3 зоны:
Рr |
г |
|
|
4−3 |
|
f |
=
6,69 10 |
−6 |
2029 |
821 |
|
|
= |
|||
0,117 |
|
|||
|
|
95,2
;
На границе 3 и 2 зоны:
Рr |
г |
|
= |
6,38 10−6 |
2038 820 |
= 91,1; |
|
|
|
|
|
||||
f 3−2 |
|
|
0,117 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
||
На границе 2 и 1 зоны: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6,09 10 |
−6 |
2048 818 |
|
Рr |
г |
|
= |
|
= 87,2 |
||
|
|
|
|
||||
|
2−1 |
|
|
|
|||
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 10−6 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 (31− 27) |
|
|
|||
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 10−6 )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 (41− 34,23) |
|||
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 10−6 )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 11−10 |
= 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 10−9 |
= 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 |
9−8 |
= 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 |
8−7 |
= 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 |
7−6 |
= 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 |
6−5 |
= 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 5−4 |
= 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 |
4−3 |
= 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 3−2 |
= 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 |
2−1 |
= 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(11−10) = |
1683 ,6 0,118 |
= 7915 |
Вт/(м2·0С); |
|
0,0251 |
||||
|
|
|
(7.12)
На границе 10 и 9 зоны:
|
|
= |
1714 ,7 0,118 |
|
1(10−9) |
0,0251 |
|||
|
|
|||
|
|
|
= 8061,1
Вт/(м2·0С);
На границе 9 и 8 зоны:
1(9−8) = 1744 ,8 0,118 = 8202 ,6 Вт/(м2·0С); 0,0251
На границе 8 и 7 зоны:
|
|
= |
1772 ,3 0,118 |
= 8332 |
|
1(8−7) |
0,0251 |
||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
Вт/(м2·0С);
На границе 7 и 6 зоны:
Консорциум « Н е д р а »